怡春院在线视频丨精品国产亚洲一区二区三区在线观看丨av 日韩 人妻 黑人 综合 无码丨久久人丨欧美乱妇高清无乱码在线观看丨亚洲综合色视频在线观看丨欧美日韩中文字幕视频丨日本丶国产丶欧美色综合丨国产又粗又猛又爽又黄av丨少妇与和尚h乱ⅹh丨成人免费无码视频在线网站丨五月激情丁香婷婷丨成年性午夜无码免费视频丨国产免费mv大片人人电影播放器丨五月久久丨国产一区2丨天天色影综合网丨国产欧美成aⅴ人高清丨少妇aa丨av一区不卡丨日韩乱码人妻无码中文字幕丨午夜三级av丨久久视频精品在线丨精产国品一二三产品99麻豆丨日本人与黑人做爰视频

  導(dǎo) 讀  

隨著鈣鈦礦逐步進(jìn)入量產(chǎn)化，盡管鈣鈦礦電池還處于產(chǎn)業(yè)化比較早期階段，諸多技術(shù)工藝細(xì)節(jié)尚未定型，但目前單結(jié)鈣鈦礦制備流程基本確定，其中激光切割步驟和結(jié)晶步驟為核心步驟，各層的制備手段技術(shù)路線也還存在爭(zhēng)議。

鈣鈦礦企業(yè)處在 0-1 過程，根據(jù) CPIA，截止 2023 年 2 月底，國(guó)內(nèi)已有協(xié)鑫光電、纖納光電和極電光能等 3 條百兆瓦以上產(chǎn)能鈣鈦礦產(chǎn)線投產(chǎn)。產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)拉開序幕。

穩(wěn)定性、大面積制備與環(huán)境污染為目前主要挑戰(zhàn)。

1、穩(wěn)定性差是制約鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化的重要因素。目前鈣鈦礦太陽能電池的 T80 壽命（效率下降到初始值的 80%）約 4000 小時(shí)， 距當(dāng)前主流光伏技術(shù)的 25 年壽命相差甚遠(yuǎn)。從原因來看，鈣鈦礦太陽能電池不穩(wěn)定的原因可以分為吸濕性、熱不穩(wěn)定性、離子遷移等內(nèi)在因素，和紫外線、光照等外在因素。

鈣鈦礦電池多采用氧化鈦?zhàn)鲋旅軐踊蚣{米多孔載體層，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其穩(wěn)定性對(duì)紫外光照較為敏感。

由于鈣鈦礦材料的可設(shè)計(jì)性，研發(fā)人員提出了各種應(yīng)對(duì)方案解決穩(wěn)定性問題。針對(duì)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，發(fā)展了全無機(jī)鈣鈦礦材料；針對(duì)水和高濕度不穩(wěn)定性，引進(jìn)了長(zhǎng)鏈有機(jī)分子，發(fā)展了二維鈣鈦礦材料等；常用的鋰鹽摻雜的 Spiro 空穴傳輸層的穩(wěn)定性比鈣鈦礦層還要低，因此提出了采用高穩(wěn)定的無機(jī)材料替代有機(jī)功能層材料的解決方案；為應(yīng)對(duì)擴(kuò)散和離子遷移，提出了發(fā)展表面阻擋層、封裝、“零維”鈣鈦礦材料等方案。

2、目前 PSCs 大面積模塊的效率仍遠(yuǎn)低于小面積，是制約產(chǎn)業(yè)化的另一難題。小面積電池與大面積模塊之間存在顯著的效率差距的原因主要有：（1）溶液處理法下大面積薄膜的覆蓋率、均勻性、平整度控制難度更高；（2）尺寸增大時(shí)，鈣鈦礦層的缺陷也增加，對(duì)光誘導(dǎo)載流子的提取和傳輸產(chǎn)生負(fù)面影響；（3）透明電極的電阻隨面積增大而近似線性增加，使電池的串聯(lián)電阻增加，性能下降。

高質(zhì)量均勻大面積薄膜的制備方法有待突破。溶液旋涂法是實(shí)驗(yàn)室制備 PSCs 的常用方法，雖然操作簡(jiǎn)單、成膜速度快、重復(fù)性好，但無法滿足鈣鈦礦太陽能電池大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)所需要的大面積、低成本等制造要求。目前常用制備大面積鈣鈦礦生產(chǎn)工藝主要有刮涂法、狹縫涂布法、噴涂印刷、氣相輔助沉積技術(shù)法等。目前大面積鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率與旋涂法相比仍存在差距。

3、含鉛鈣鈦礦存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，也是產(chǎn)業(yè)化待解決的問題。在典型的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦電池中含有鉛元素，而鉛元素一旦泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，因此鉛元素在國(guó)際許多國(guó)家和地區(qū)都被列為禁止使用的材料，與此同時(shí)，含鉛鈣鈦礦電池的回收也是重要的研究課題。研究者們?cè)谂ο驘o鉛化鈣鈦礦探索，但相應(yīng)會(huì)帶來電池轉(zhuǎn)換效率的降低。

但較晶硅行業(yè)用鉛量來說，鈣鈦礦太陽能電池用鉛量實(shí)際更低。雖然硅片不含鉛，但晶硅電池的焊帶是銅箔涂鉛的。每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的晶硅組件中大概有 18 克左右的鉛，而同樣尺寸的鈣鈦礦組件含鉛量不超過 2 克，僅為晶硅的 1/10。根據(jù) RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，晶硅組件中的鉛含量不能超過 0.1%，而鈣鈦礦組件中的鉛含量不足 0.01%，相對(duì)于晶硅電池更加環(huán)保。

隨著鈣鈦礦逐步進(jìn)入量產(chǎn)化，盡管鈣鈦礦電池還處于產(chǎn)業(yè)化比較早期階段，諸多技術(shù)工藝細(xì)節(jié)尚未定型，但目前單結(jié)鈣鈦礦制備流程基本確定，其中激光切割步驟和結(jié)晶步驟為核心步驟，激光切割設(shè)備方面目前主流廠商均可以覆蓋，而結(jié)晶環(huán)節(jié)來看，由于其原理是各家企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在，基本采用定制零部件，廠商自行組裝的步驟，例如如何結(jié)晶甲醚使其保持穩(wěn)定，甲胺的摻雜比例等。

2.1 鈣鈦礦薄膜制備方法多樣，狹縫涂布為目前主流

各個(gè)膜層的制作對(duì)于鈣鈦礦效率起到?jīng)Q定性作用。在鈣鈦礦電池中，不管是傳輸層還是鈣鈦礦層都是薄膜制備，因此工藝選擇對(duì)其形成膜層的性質(zhì)起到關(guān)鍵作用，例如良好的鈣鈦礦層顯示出結(jié)晶顆粒大，層間晶界較少的狀態(tài)。

干法與濕法工藝多種多樣，各有優(yōu)劣勢(shì)。由于目前理論上鈣鈦礦各層材料均有多重選擇，因此其基本都可以使用干法或是濕法工藝進(jìn)行制作，而在近年逐步商業(yè)化的過程中，不僅成型后材料的穩(wěn)定性與均勻性需要納入考慮，經(jīng)濟(jì)性也成為重要的考量因素。從目前產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐來看，干法可以獲得質(zhì)量更優(yōu)的鈣鈦礦層，而濕法工藝經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。

濕法工藝中多采用兩步溶液沉積法，狹縫涂布為主流。其中濕法工藝（溶液法）主要包括一步溶液沉積法和兩步溶液沉積法，干法工藝則包括氣相輔助溶液法，雙源蒸鍍法等。

濕法工藝中的兩步溶液沉積法相對(duì)經(jīng)濟(jì)性更高，而干法工藝質(zhì)量相對(duì)更好，但設(shè)備價(jià)格較為昂貴，同時(shí)材料利用率低。而從設(shè)備工藝分類角度來看，目前主要采用狹縫涂布方法，其基本原理為涂布膠液由存儲(chǔ)器通過供給管路壓送到噴嘴處，并使膠液由噴嘴處噴出，從而轉(zhuǎn)移到涂布的基材上。其優(yōu)勢(shì)在于 1）可以通過控制系統(tǒng)進(jìn)行狹縫寬度、移動(dòng)速度和輸液速度的調(diào)整，達(dá)到更精細(xì)化控制的目的。2）溶液密封在儲(chǔ)液罐中，溶液利用率高。3）減少操作人員的影響。

蒸鍍膜層可控性較高，2T 疊層需要蒸鍍配合。物理氣相沉積法主要分為真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜、真空離子鍍膜。在鈣鈦礦層制備中，主流使用方法為蒸發(fā)鍍膜，簡(jiǎn)稱蒸鍍法。從價(jià)格來看，假設(shè)考慮相同產(chǎn)能，由于涂布設(shè)備采用濕法鍍膜速度更快，因此會(huì)比使用蒸鍍?cè)O(shè)備的干法更為便宜。但目前產(chǎn)業(yè)界開始考慮蒸鍍?cè)O(shè)備的主要原因有兩點(diǎn)：1）蒸鍍法可以比較精確的控制膜厚，膜層致密性、均勻性也較好，適合大面積制作鈣鈦礦層。2）干法對(duì)基底兼容性高，可以做絨面，這一點(diǎn)適合直接在晶硅表面制作的 2T 結(jié)構(gòu)鈣鈦礦/晶硅疊層。

2.2 電子傳輸層適合RPD，空穴傳輸層適合PVD

根據(jù)膜層使用的材料，制備透明導(dǎo)電薄膜、空穴傳輸層、電子傳輸層、電極可使用PVD&RPD 鍍膜設(shè)備。部分企業(yè)鈣鈦礦電池包含陽極緩沖層、陰極緩沖層設(shè)計(jì)亦可使用鍍膜設(shè)備。PVD&RPD 設(shè)備技術(shù)相對(duì)成熟，在 HJT 已有應(yīng)用。

PVD 設(shè)備：采用直流磁控濺射的方式，氬氣離子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)引導(dǎo)下達(dá)到靶材上，將靶材原子分子濺射到襯底以制備透明氧化物導(dǎo)電薄膜，可以采用自上朝下或自下朝上的沉積結(jié)構(gòu)。設(shè)備價(jià)格便宜，鍍膜膜厚均勻易控制，工藝穩(wěn)定可控，重復(fù)性較好，靶材壽命較長(zhǎng)，適合連續(xù)生產(chǎn)，但離子轟擊可能對(duì)其他膜層造成損傷。

RPD 設(shè)備：使用等離子體經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后轟擊到靶材上，等離子束將靶材原子分子轟擊出來，升華后沉積到樣品上形成透明導(dǎo)電薄膜。RPD 工藝具有低離子體轟擊損傷、低沉積溫度、高解離率、具有大面積沉積和高鍍膜速率。目前 RPD 設(shè)備售價(jià)相對(duì)較高。

主流企業(yè)目前嘗試的是用原料靶材真空鍍膜的方式制備，包括協(xié)鑫光電、極電光能、眾能光電等企業(yè)均選用這一工藝路線。RPD 對(duì)薄膜損傷較小，因此被更多用于鈣鈦礦膜層直接上方膜層的沉積制備(即平面反式結(jié)構(gòu)中的電子傳輸層，或平面正式結(jié)構(gòu)中的空穴傳輸層)，以降低傳輸層制備對(duì)已沉積完成的鈣鈦礦膜層的損傷。但目前也存在另外的解決方案，例如 ALD、蒸鍍、濕法涂布等。其中 ALD 作為新興的沉積技術(shù)，可以解決蒸鍍中的晶格缺陷和成分均勻性問題，實(shí)現(xiàn)原子級(jí)的精確度和無孔隙薄膜，同樣存在產(chǎn)業(yè)化潛力。

2.3 電極層主要使用TCO玻璃，F(xiàn)TO經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)

TCO 玻璃目前主要采用 PVD 制備，F(xiàn)TO 經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。鈣鈦礦的透明導(dǎo)電基底作為其他材料的載體，光線由此射入，將收集到的光電子傳送至外電路。目前一般采用氧化銦錫導(dǎo)電玻璃（ITO） ，而未來有可能替換方案為氟摻雜的氧化錫導(dǎo)電玻璃（FTO）或是摻雜鋁的氧化鋅（AZO）。從經(jīng)濟(jì)性與導(dǎo)電性對(duì)比來看，盡管 FTO 的導(dǎo)電性相對(duì)較差，但其 FTO 的經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)，更有希望實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化，AZO 材料價(jià)格相對(duì) ITO 同樣價(jià)格較低，導(dǎo)電性也較 FTO 更強(qiáng)，但目前其大規(guī)模鍍膜制備仍存在問題。目前 ITO 玻璃主要采用PVD 的方法制備。

底電極目前產(chǎn)業(yè)化完備，基本可直接購(gòu)買使用，但相對(duì)光伏玻璃成本較高。由于 HJT 電池等已有技術(shù)需求 TCO 玻璃，目前底電極材料中的 TCO 玻璃已經(jīng)具有完備的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，鈣鈦礦企業(yè)基本可以直接購(gòu)買使用，但相對(duì)晶硅電池使用的普通光伏玻璃而言其價(jià)格昂貴，以目前的 26 元/平方米的價(jià)格而言，TCO 玻璃的價(jià)格在 50 元/平方米以上。后續(xù)仍需繼續(xù)降本，例如 HJT 中的三疊層降銦方案等。

頂電極基本采用 TCO 材料，目前產(chǎn)業(yè)化主要使用 PVD 或是蒸鍍。實(shí)驗(yàn)室中為了追求效率常會(huì)使用金或是銀等方案進(jìn)行頂電極的制備，不具備大規(guī)模量產(chǎn)化的基礎(chǔ)，因此目前產(chǎn)業(yè)中多采用 PVD 或是蒸鍍的方法將 TCO 制作成頂電極。