这是我对钙钛矿电池产业链的梳理：
导电层（实现载流子收集）的基材为柔性材料、不锈钢板、玻璃等，基材上的导电氧化 物一般为氧化铟锡（ITO 导电玻璃）、氟掺杂 SnO2(FTO 透明导电玻璃)。目前导电层使用导 电玻璃较多。FTO 导电性能比 ITO 略差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适 宜等优点，已经成为薄膜光伏电池的主流产品。ITO 镀膜玻璃，具有透过率高，膜层牢固，导 电性好等特点，随着薄膜电池对光吸收性能要求的提高，目前逐渐被 FTO 替代。TCO 玻璃是 指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜 (Transparent Conductive Oxide)的玻璃深加工品，实现对可见光的高透过率和高的导电率，TCO 导电玻璃包括 ITO、FTO、AZO 镀膜玻璃，分别使用锡掺杂氧化铟(In2O3)、氟掺杂氧化锡（Sn O2）和铝掺杂氧化锌（ZnO）作为靶材。金晶科技近期公告称，公司 TCO 导电膜玻璃定位于 碲化镉、钙钛矿电池等行业上游，公司 TCO 导电膜玻璃已经成功下线，并且与国内部分碲化 镉、钙钛矿电池企业建立业务关系，得到认可开始供货。除金晶科技外，TCO 玻璃企业还包括亚玛顿、耀皮玻璃、南玻 A、旗滨等。根据爱采购网报价，3.2mm 玻璃价格在 60-70 元/平 米。（协鑫光电范斌表示目前可大规模生产 FTO 玻璃的有旭硝子和金晶）
目前常见的空穴传输材料（HTM）主要为有机小分子、有机聚合物和无机半导体三类 。 目前常用的有氧化镍、PTAA，效率较高。常用的有机小分子主要包括 Spiro-OMeTAD 及其改 性材料等；常用的有机聚合物包括 PEDOT:PSS（可以溶液成膜，适合柔性衬底）、PTAA、P3HT （聚-3 己基噻吩）等，其中 P3HT 为主流；常用的无机 HTM 主要有 CuI、CuSCN、CuOx、 NiOx、MoOx、VOx。有机小分子与聚合物相比，具有良好的流动性，但制备困难，价格昂贵； 有机聚合物具备更好的成膜性和更高的迁移率。相较于有机 HTM，无机 HTM 的空穴迁移率 更高，导电性及稳定性更好，而且成本低。
钙钛矿吸光层的基本材料是钙钛矿前驱液，一般由碱金属卤化物钙钛矿和有机金属卤化 物钙钛矿组成。一般采用有机无机混合结晶材料——如有机金属三卤化物 CH3NH3PbX3 （X=Cl\Br\I）作为光吸收材料。其中最常见的是 CH3NH3PbI3，这种材料由甲基铵正离子嵌入 铅离子（Pb2+）和碘离子（I -）组成的八面体框架。制作金属卤化物钙钛矿所需原材料储量丰 富，价格低廉，且前驱液的配制不涉及任何复杂工艺，对纯度要求不高，后续组件对加工环境 要求也不高。
电子传输材料（ETM）主要可分为金属氧化物（常用 TiO2、ZnO 等）和复合材料，主要 涉及钛 60、BCP、PCDM、二氧化硒、二氧化钛等材料。目前使用和研究最多的 ETM 为 TiO2， 但由于 TiO2 电子迁移率和电子扩散距离与钙钛矿材料及常用 HTM 的空穴迁移率、扩散距离 相比不太匹配，成为电池结构中电荷捕集效率的瓶颈。目前，研究者以介孔 Al2O3 为骨架，TiO2 纳米颗粒和石墨烯复合物代替 TiO2 作为 ETM 在低温条件下（<150℃）获得了 15.6%的转换 效率。
电极层一般使用金属电极（Al、Au、Ag）、透明导电电极、TCO 等，涉及材料主要是钛、 铜箔和不锈钢箔。电极选择的材料不同，其技术路线和制备方法也不同。
1、技术路径：平面反式、平面正式、介观印刷结构
目前常用器件结构分为平面结构和介观印刷结构，平面结构中又根据器件电荷传递方向 的不同（电子传输层和空穴传输层进行调换）分为正式和反式，产业化进程中使用平面结构 的企业较多。介观印刷结构的特点是在导电基底上通过逐层印刷方式涂覆 3 层介孔膜，制备可 印刷的介观钙钛矿电池。平面正型结构的钙钛矿电池器件主要由底电极／电子传输层／钙钛矿 层／空穴传输层／顶电极组成。目前，万度光能、南大昆山研究院在做介观印刷的技术路线， 在导电体上面，进行不同的介孔层的印刷，然后在上面再印刷一层碳电极。目前，在 900cm2 面积实现 9%的效率，在 60 cm2 实现 12.87%效率。协鑫光电、极电光能、纤纳光电等企业选 用平面结构路径。目前钙钛矿电池生产企业中选用平面式结构较多，正式与反式均有涉及。
2、工艺路线：与材料、配方及电池结构等要素相关（以平面反式为例）
平面结构电池中每层工艺路线与对应材料、配方、电池结构等要素相关，可能涉及的工 艺如下：（一）导电基底一般使用 CVD 或 PVD 法制备 ITO 或 FTO 导电玻璃。若第二层空穴 传输需要温度较高的工艺，则选择 FTO 导电玻璃，因为 ITO 超过 300 摄氏度之后，会容易出 现弯曲形变。（二）空穴传输层 PVD 法或刮涂法制备，不同材料对应不同制备方法。如果选 择氧化镍，它基本上就是喷涂、喷雾热解制备或者是用 PVD 法制备。如果选择 PTAA 等有机 物，就需要刮涂制备或者是喷雾热解制备。（三）钙钛矿吸光层比较流行做的是湿法制备、刮 棒制备、狭缝涂布制备以及喷雾热解制备，不同工艺方法各有优缺点，目前使用湿法，尤其是 涂布工艺较多。（四）电子传输层若选择有机材料会使用蒸镀工艺，若为金属氧化物则会涉及 气相沉积等工艺。有机材料，比如富勒烯等，选择的方式可能是蒸镀，尤其是团簇式蒸镀设 备。如果选择二氧化锡或者硫化镉或者是二氧化钛这一部分，则使用 PVD 设备，或是 RPD、 磁控电射等设备。（五）电极层选择金属电极通常对应蒸镀工艺，若选择透明导电电极通常对 应磁控溅射工艺。
3、中试线基本工序介绍
目前每家钙钛矿企业都有自身生产路线及每一层的材料的选择，对应设备也在进行技术 升级。常用的有主 PVD 和主蒸镀两种工序，具体如下：
（一）主 PVD 工序：在电子传输层、空穴传输层、电极层制备使用 PVD 工艺。以平面 反式为例，如图 28 所示，在 FTO 玻璃上输入缓冲层靶材利用 PVD 工艺做阳极缓冲层，再进 行激光划线，然后再输入钙钛矿溶液利用涂布等工艺制作钙钛矿吸光层，第四层阴极缓冲层同 样输入缓冲层靶材制作阴极缓冲层，再进行激光划线，最后第五层输入背电极靶材利用 PVD 工艺制作背电极，再进行最后两道激光工序。若选择此种工艺路线，PVD 或 RPD 设备需求量 较大。
（二）主蒸镀工序：在电子传输层、电极层使用蒸镀工艺。 如果电子传输层选择的为有 机材料，或金属电极（如铜、银等），则技术路线和设备以蒸镀为主。第一步是 FTO，然后输 入缓冲层靶材制备阳极缓冲层，接着激光设备，然后输入钙钛矿溶液利用涂布工艺制备钙钛矿 吸光层，之后开始蒸镀设备制作电子传输层，然后电极层。如果以此种技术路线，那么蒸镀设备的需求量就会比较大，并穿插 PVD 设备。
产线设备类型主要为镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备，其中镀膜设备价值量 过半，激光设备确定性需求强，封装设备与晶硅电池相比差别不大。（一）镀膜设备主要涉及 PVD 及 RPD 设备，其中 RPD 设备比传统的 PVD 设备优势在于可以减少对钙钛矿电池的轰击 损害，有利于提高转换效率和良率。相应的设备企业有捷佳伟创、迈为股份、京山轻机、众能 光电等，其中捷佳伟创于 2022 年 7 月获钙钛矿电池量产 RPD 镀膜设备订单，该 RPD 设备具 备较高技术壁垒；蒸镀设备主要涉及京山轻机等，2021 年 5 月京山轻机子公司晟成光伏与协 鑫光电开展叠层技术战略合作，晟成光伏钙钛矿团簇型多腔式蒸镀设备已实现量产并应用于多个客户端。（二）涂布设备主要用于制作钙钛矿吸光层，主要企业德沪涂膜（未上市）、众能光 电等，德沪涂膜为协鑫光电 100MW 产线供应大尺寸狭缝涂布设备，狭缝涂布可在玻璃、塑料 等基片上沉积液体化合物，精确控制液体流量和移动相对速度，制备所需技术指标的薄膜。众 能光电目前已对外销售刮涂/涂布一体机。（三）目前各种技术路线均需要激光设备，激光设备 主要应用工序为激光划线，把大的面板进行切割，形成子电池，再将电池用串联或者并联的方 式连接。目前供应钙钛矿激光设备的公司包括大族激光、迈为股份、德龙激光、杰普特、帝尔 激光、众能光电等。
