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1. 钙钛矿的工业制备过程
玻璃清洗→激光划刻P1→清洗→功能层PVD→钙钛矿层涂覆→功能层PVD→激光划刻P2→背电极蒸镀→激光划刻P3→封装
2. 存在的问题
①大面积效率更低，主要原因是涂覆不均匀，需要采用更加先进的涂覆设备
②稳定性问题，即效率容易出现快速衰减，无法稳定持续发电。
从配方端来看：需要调整钙钛矿层的组分以及合适的选择其他各层的材料；
从工艺端来看：目前产业化的思路是采用RPD替代PVD，因为磁控溅射能量太大造成表面粗糙，不利于稳定性；同时采用更具可靠性的封装方式。
3. 各层薄膜的产业化制备
①钙钛矿层的产业化制备
钙钛矿薄膜的质量直接决定了器件的性能。大面积钙钛矿薄膜制备技术开发的重要基础是要深刻认识并理解钙钛矿薄膜复杂的成核热力学和晶体生长动力学过程，这两个过程会直接影响大面积钙钛矿薄膜制备的技术路线和沉积方案。当钙钛矿前驱液被涂覆到预制备的基底表面后，其先后经历了溶液态(过程Ⅰ)、成核与生长(过程Ⅱ)、晶体生长(过程Ⅲ)三个过程。
图1. 钙钛矿薄膜晶体成核与生长模型
以MAPbI3为例：
①一步法
一步法是指直接将PbI2和MA按照一定的化学计量比溶解在溶剂（一般使用 ）中形成前驱体溶液，再沉积得到钙钛矿薄膜的方法。一步法又可以细分为两类：第一类是通过抑制结晶获取光滑的前驱体薄膜，再通过缓慢的结晶过程形成钙钛矿薄膜；第二种方法是通过在前驱体中溶液中加入反溶剂，使得溶液中的溶质迅速析出并形成钙钛矿晶体，从而快速得到钙钛矿薄膜。
②两步法
两步法是指先用PbI2溶液沉积为PbI2前驱体薄膜，再将PbI2薄膜浸润到MAI溶液中，反应生成钙钛矿薄膜的方法。
一步法vs两步法：
1）一步法的优点在于制作过程简便，缺点在于自然结晶的钙钛矿可能会出现薄膜质量不高的情况，进而导致光电物理特性不尽人意
2）两步法的优点在于制备的钙钛矿薄膜形貌均匀，能够显著提高转换效率；缺点在于制作过程可能更为复杂和耗时
钙钛矿层制备工艺：刮刀涂布法、狭缝涂布法（目前的主流工艺）、喷涂法、喷墨打印法、软覆盖沉积法、气相沉积法
图2. 各类沉积方法对比
②功能层和电极层的产业化制备
功能层沉积的技术路线包括物理气象沉积（PVD）、反应等离子沉积(RPD)和狭缝涂布三大类。未来产业化的思路是采用RPD替代PVD，因为磁控溅射能量太大造成表面粗糙，不利于稳定性
电极层则主要使用PVD技术
图3. 磁控溅射法、蒸镀法与 RPD 对比
③激光制备工艺
钙钛矿电池制备过程中，还需利用激光设备对电池进行激光刻蚀和激光清边。激光刻蚀的主要目的是使用激光划线打开膜层，阻断导通，从而形成单独的模块、实现电池分片。通常情况下P1为FTO导电玻璃，P2是钙钛矿吸光层，P3则一般是镀金或者镀银材料。在进行激光刻蚀的过程中，一般需保证激光刻蚀线宽与刻蚀线间距精确度，并且不会对之前的层级造成损伤。P4则主要利用激光设备实现激光清边，对电池的边缘进行绝缘处理，去除无效区域。
图4. 钙钛矿激光制备工艺
④封装工艺
封装工艺与晶硅相似，主要为Lamination（层压）工艺，封装核心材料为POE胶膜。 以协鑫光电为例，协鑫采用双封装层的封装工艺：(1)首先，需要先在钙钛矿太阳能电池的外表面制备1nm-1000nm的第一封装层。第一封装层由金属化合物沉积而形成，用于阻隔钙钛矿电池与外界进行物质交换。金属化合物可以选择 Al2O3、TiO2、SnO2、ZnO、ZnS 等，制备工艺可选择CVD、 PVD、ALD (2)随后，再进行第二层封装，使用POE膜，厚度为100μm-2mm (3)最后进行层压，形成钙钛矿组件
图5. 协鑫光电钙钛矿组件结构示意图
4. 相关设备厂商
2023年多条钙钛矿GW级产线将落地，对于设备的需求将放量，持续关注行业内的龙头设备公司。
制备工艺对应的核心设备：狭缝涂布设备、PVD设备（RPD设备）、激光设备
狭缝涂布设备：德沪涂膜、美国nTact、日本东丽
PVD（RPD）设备：$捷佳伟创(SZ300724)$ $京山轻机(SZ000821)$
激光设备：$帝尔激光(SZ300776)$
