9月11日至12日,由亞化咨詢主辦的2023鈣鈦礦技術、設備和材料論壇在常州召開,在會上开云真人欣奕華智能機器股份有限公司蒸鍍事業部銷售總監劉先生做了題為《大面積工業化鈣鈦礦太陽能電池制造關鍵工藝》的主題演講。
“碳達峰”和“碳中和”一直都是能源領域的熱點話題,作為助力“雙碳”戰略的生力軍,光伏產業具有舉足輕重的地位。利用太陽能主要方式之一就是通過太陽能電池,將光能轉化成電能。鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite solar cells, PSCs)就是備受關注的后起之秀。“十四五”開局之年的2021年,開展鈣鈦礦等先進高效電池技術應用就已經寫在了可再生能源規劃中,持續促進產業發展進步。鈣鈦礦電池產業化進程如火如荼,經過10年發展,鈣鈦礦電池已經成為目前效率最高的薄膜電池,也是現階段效率最高的柔性薄膜電池。如何制備大面積且能保持較高效率的鈣鈦礦太陽能電池,成了制約其產業化應用的“阿喀琉斯之踵”。
目前,制備大面積鈣鈦礦電池的主流技術,主要有狹縫涂布法和真空蒸鍍法等。各電池廠通過材料選擇和工藝調整,來實現大面積鈣鈦礦電池量產的可行性。其中真空蒸鍍成膜的方式,優勢主要有:大面積量產技術成熟,1.25m * 2.2m 真空蒸鍍(OLED) 已實現量產;真空環境下成膜,膜厚均一性好、成膜品質高、工藝穩定適合大規模量產;可對應晶硅粗糙襯底制作疊層器件;沉積速率可精準控制,但目前整體設備成本相對較高以及材料利用率相對偏低。
近年來,依托OLED蒸鍍技術積淀,开云真人欣奕華攻克了大面積鈣鈦礦成膜技術,包括鹵化物材料防腐蝕共蒸技術、近空間高材料利用率技術、獨特無變性坩堝設計:確保材料穩定蒸鍍,線源長時間穩定化蒸鍍技術等。目前开云真人欣奕華已經形成鈣鈦礦蒸鍍機系列產品,應對客戶不同需求,且已實現多臺1.2米X0.6米大尺寸鈣鈦礦蒸鍍設備交付。
要確保膜厚的均一性,蒸發源的性能尤為重要,目前开云真人欣奕華在顯示行業有大尺寸點源和線源的出貨業績,可對應1250*2400mm以上的基板,完全滿足鈣鈦礦大尺寸面積蒸鍍的需求。同時,通過結構設計優化,可大幅提升蒸鍍材料利用率。對具有一定的腐蝕性的甲醚類材料蒸鍍,开云真人欣奕華在腔體和泵的設計上也加入了一些新的考量,目前對此類材料的蒸鍍速率的監控也做了穩定性的開發測試。
中泰證券資料顯示,2021年全球鈣礦太陽能電池市場價值已達1.7億美元,預計2029年將達到62.9億美元。鈣鈦礦電池關鍵技術壁壘之一在于設備,开云真人欣奕華基于OLED蒸鍍底層核心技術,外延拓展鈣鈦礦蒸鍍機已取得多個行業頭部客戶訂單并交付,協助客戶成功實現鈣鈦礦產品的研發與量產。公司將繼續深耕蒸鍍設備的研發和生產,在鈣鈦礦太陽能電池制造領域的不斷努力和創新,推動全球光伏行業可持續發展做出貢獻。