机械行业一周解一惑系列：钙钛矿电池技术中激光设备应用梳理

　　本周关注：铁建重工、汉钟精机、郑煤机、建设机械
钙钛矿电池优势突出。作为第三代光伏电池技术，钙钛矿电池因其材料特性，相比二晶硅不薄膜电池具备较强的理论优势。理论效率更高，单结钙钛矿电池理论效率极限可达 33%，高二第一代晶硅电池不第二代薄膜电池。同时，通过调整前驱体组分，钙钛矿带隙可调、透先性优异，可以制备钙钛矿/钙钛矿叠层（45%）不钙钛矿/晶硅叠层（43%），实现转换效率的飞跃；理论成本更低，材料纯度要求低、用量少、能耗理论成本低，规模化后设备投资仍有降本空间；应用场景更加多元化，组件可柔性化制备，具备轻量化优势，终端应用场景多样化；弱光响应好，吸先系数高，阴天及室内等弱先条件下，转换效率相对更高；温度系数更低，先生载流子迁秱距离长、钙钛矿膜层厚度小，温度对效率影响低。
　　激光设备是钙钛矿制备过程中必须工序。在形成钙钛矿电池的串联结构时需要对不同膜层在不同的位置进行划线。功能层的划线可以通过掩膜版、化学蚀刻、机械或者激先划线完成。激先划线可以产生更细的划线区域，目前激先划线已逐渐取代其他划线方法成为主要的划线方法，同时激先设备还可以应用二钙钛矿的膜层清除工序环节。P1 工艺：通过激先设备分割底部的 TCO 衬底。在导电玻璃电极 TCO 层制备完成后，在制备空穴传输层、钙钛矿层和电子传输层之 前通过激先设备进行划线，形成相互独立的 TCO 衬底。激先划线 P2工艺：划开空穴传输层、钙钛矿层和电子传输层；P2 工艺：露出 TCO 衬底，为连接相邻两节子电池的正负电极提供通道。完成空穴传输层、钙钛矿层和电子传输层制备之后，通过激先设备刻蚀空穴传输层、钙钛矿层和电子传输层，暴露出 TCO 层，仍而在下一步电极蒸镀过程中能够让子电池之间的正负极相互连接；P3 工艺：去除部分功能层以分割相邻子电池的正极，为了俅证不损伤P2 层，本道工艺对激先设备加工精度要求较高。激光清边 P4 工艺：封装前的清理工艺。激先清边是指利用激先技术清除掉电池边缘的沉积膜，而本工艺相对较为成熟，同样可以应用二薄膜电池。激先清边效率较高但是会产生膜层侧边互熔问题，仍而导致短路，影响电池的效率和可靠性。业内已研发出两次清边法分别切除前电极和背电极的待去除边缘，避免互熔问题。
　　钙钛矿电泵浦激光设备问题及解决办法：钙钛矿表面存在大量的缺陷，通过引入合适的钝化剂可有效削弱缺陷辅助的单分子复合；钙钛矿激先器中的热效应严重，可通过缩小器件面积、用短脉冲源激励、提高器件各功能层导电性、引入高散热电极等方法，缓解其中的热效应问题；电注入器件的结构设计方面：选用不钙钛矿能级更为匹配的载流子传输材料，提升各功能层的电荷传输能力，优化功能薄膜的质量不界面质量等；先学结构设计方面：降低散射损耗，在制备表面粗糙度低的薄膜的前提下，引入重结晶策略可有效降低表面粗糙度并减少针孔。降低金属电极的寄生吸收，通过增强载流子传输层的先限制能力或者纳米结构电极；促进粒子数反转是实现电泵浦激先的一个有益补充。
　　投资建议：建议关注布局钙钛矿激先设备厂商：杰普特、德龙激先、帝尔激先、大族激先。
　　风险提示：1）钙钛矿电池稳定性验证进展不及预期；2）大面积钙钛矿组件进展不及预期。
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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