钙钛矿太阳能电池生产流程及商业化痛点在哪？

钙钛矿技术工艺流程简单，9 步完成组件制备。

钙钛矿太阳能电池的生产流程较短，9 步就可完成一个完整的钙钛矿组件。根据协鑫光 电透露，100MW 的钙钛矿组件由 4 类设备构成：PVD 设备、涂布设备、激光设备、封装 设备。前三个比较重要，封装设备和晶硅的封装设备差别较小，可以通用；PVD 设备和 涂布设备更多参照面板行业的 TFT 制程，即在三个主要设备中有 2 个来自面板行业，因 为钙钛矿的制造生产方式和面板有很多相似之处，晶硅基本上没有重叠地方。PVD 设备 一共有 3 道，即阳极缓冲层、阴极缓冲层、背电极；涂布设备有 1 道，即涂布钙钛矿； 激光设备共有 4 道，即激光 P1、P2、P3、P4。

生产钙钛矿的具体流程为：首先输入 FTO 玻璃，用 PVD 设备镀阳极缓冲层，然后由激 光 P1 进行划线，随后是钙钛矿涂布结晶。接着是 PVD 的第二道设备镀阴极缓冲层，再 进行激光 P2 划线，并输入背电极靶材，完成后再镀背电极进行激光 P3 划线，随后进行 激光 P4，最终是封装。

溶液涂布法典型的特征是由涂布装置带动钙钛矿前驱体溶液在基底上相对运动，由液体 的表面张力和基底接触形成一层均匀的薄膜。由涂布装置的不同，可分为刮刀涂布、狭 缝涂布和丝网印刷。 刮刀涂布法：利用刮刀将钙钛矿前驱体溶液分散到基底上，所制备钙钛矿薄膜的厚 度由前驱体溶液浓度、刮板与基底缝隙宽度和刮涂的速度决定。 狭缝涂布法：可以通过控制系统进行狭缝宽度、移动速度和输液速度的调整，对薄 膜质量进行更精细化调控。狭缝涂布的方法可以将溶液密封在储液罐中，既能够提 高溶液利用率，又能保证溶液浓度的统一和减少对操作人员的影响。 丝网印刷法：通过丝网的数目和厚度调整制备薄膜的厚度，对丝网制备要求较高。

喷涂法和喷墨打印法是通过在喷头内部施加压力的方法将钙钛矿前驱体溶液从喷头内 挤出并在基底上成膜的技术。喷涂法中常用的喷头有高压气喷头和超声喷头等。与喷涂 法不同，喷墨打印法利用喷头内部压电材料形变将溶液挤出，按照预设程序进行相对运 动，可以按要求制备不同图案，避免了制版的过程，提高了钙钛矿原料的利用率。两种 喷涂方法都可以通过调整钙钛矿溶液的浓度，喷头与基底之间的距离和喷涂的速度等调 节钙钛矿成膜形态。

软膜覆盖法不依赖于常见的溶剂，也不需要真空环境，而是在压力下用聚酰亚胺膜（PI） 覆盖的方式将胺络合物前驱体快速转化为钙钛矿薄膜。该方法沉积的钙钛矿薄膜无针孔 且高度均匀，器件迟滞较小，重要的是，这种新的沉积方法可以在低温空气中进行，便 于大面积钙钛矿器件的制备。

气相沉积法是在真空环境下，通过蒸镀的方法制备钙钛矿薄膜。此方法涉及关键设备— —蒸镀设备。相对于溶液法制备，气象沉积的方法可以通过控制蒸发源的办法精确调控 钙钛矿中各组分化学计量比，并且可以保证薄膜的均一性。但是真空气相沉积需要使用 价格高昂的真空设备，而且需要较久的抽真空时间，这使得薄膜的制备时间变长和成本 升高。

目前制约钙钛矿电池商业化发展原因有二，大面积制备技术不够成熟及结构稳定性差。

大面积制备技术不够成熟：目前大面积制备高效钙钛矿电池较困难，即制备效率超 过 20%以上、面积超过 1m²的单结电池难度较大。主要原因在：①制作出尺寸较大、 连续、均匀的钙钛矿涂层较困难；②TCO 薄膜具有微小电阻，因此面积增大时其电 阻率增大。目前，全球最大的单结钙钛矿组件为协鑫光电生产 1241.16cm²组件，效 率仅为 15.31%。

钙钛矿电池结构稳定性差：主要原因在钙钛矿组件的实际应用受制于钙钛矿活性层 以及载流子传输层的弱稳定性，钙钛矿材料在光照、加热以及湿度下易分解，器件 中常用的金属氧化物电子传输层（SnO2、TiO2 等）在紫外光下产生电子空穴复合， 两者共同作用严重限制了钙钛矿光伏器件工作稳定性。解决方案主要有：①采用复 合型钙钛矿材料，提高材料稳定性；②采用叠层技术，如制备钙钛矿-晶硅叠层电池。

纤纳光电的组件稳定性痛点被攻克，引领钙钛矿产业化发展。经德国电气工程师协会 （VDE）权威认证，纤纳光电α组件已顺利通过 IEC61215、IEC61730 稳定性全体系认 证，纤纳光电成为全球首个、且目前唯一完整通过这两项稳定性全体系测试的钙钛矿机 构。IEC61215 和 IEC61730 标准是光伏行业最重要的基础标准，依据该标准所颁发的认 证是光伏组件进入国内外市场的必备通行证之一。