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经过 2023 年的技术沉淀，钙钛矿电池的实验室转化效率持续提升，电池厂在研发、中试线上逐步验证的新工艺导入至量产线，而量产线对组件效率和稳定性要求更高，对工艺提出更高的要求。如何有效地扩大面积，并保持高效率、高稳定性、快节拍与高良率，是钙钛矿企业走向量产的关键问题。在实验室技术方面,添加剂与界面工程的持续优化将推动钙钛矿电池效率和稳定性的进一步提升。
从电池制造端看，据势银(TrendBank)调研，由于百兆瓦中试线持续做工艺调试改进，暂时没有量产良率的口径;工艺方案较稳定的前提下，批次内工艺良率在 7~9 成，在吉瓦线进入量产状态后再考察良率更有实际意义；其中，钙钛矿吸光层材料在大面积涂布后，结晶过程中易出现的孔洞、气泡等问题依旧存在，而材料优化仍然是解决结晶问题的关键方案。未来技术发展也仍将围绕着电池中溶剂工程(筛选合适的溶剂以控制反应、晶核生长速率)，界面工程(在界面处,选择优化合适的材料增加缓冲层,提高钝化效果,减少载流子非辐射复合)以及添加剂工程(通过添加剂材料如离子液体，氨基酸等)三者展开，提高膜层质量与钝化效果，减少回滞，从而提升电池效率、寿命与稳定性。
在2024势银钙钛矿光伏产业大会上，产业链各企业均对钙钛矿产业化发展问题及解决方案提出了各自的见解及方案。
极电光能提出钙钛矿产业化中两个问题挑战：
1、钙钛矿离子晶体本身具有“软晶格”的属性，在高温、光照、紫外等外界环境条件的诱导下，所发生的离子迁移，甚至材料降解。
图片来源：公开资料
2、组件结构中，功能层的能级匹配，背电极金属迁移的抑制，以及钙钛矿受激光损伤后，产生缺陷的横向迁移，为组件性能及稳定性带来挑战。
图片来源：公开资料
同时极电光能提出了一套四位一体的技术策略来解决这些问题，并提升组件的效率和稳定性。具体包括：
1.钙钛矿材料层面：采用不含甲胺的钙钛矿组分，并通过添加剂强化晶格键，抑制离子迁移，以实现高质量的薄膜和长期稳定性。
2.功能层匹配：实现功能层之间的能级匹配，并开发无损沉积技术，减少对钙钛矿材料的损伤。
3.激光划刻损伤修复：提出激光划刻后的损伤修复方法，抑制新缺陷的产生，提高组件的整体稳定性。
4.封装技术：通过优化封装技术，确保组件的高性能和长寿命。
上海乐天钙钛矿分享了钙钛矿涂布工艺相关产业化挑战及解决方案。
存在的问题：横向、纵向成膜均匀性差异；设备兼容性造成边缘性缺陷；设备反馈速率不及时；设备维护成本较高：模头、计量与动力系统。
技术要求：预涂快，刀头浸润，自动化成熟；适配不同材料粘度、流动性；涂布速度与精度匹配；干、湿膜厚在线即时监测；适配叠层电池的涂布。
解决方案：
1、组分工程调控：预结晶分子添加，加速成核过程有机框架化合物添加，固定离子位置预沉积小分子促进钙钛矿成核。
2、成膜过程调控：结合自研溶液配方进行工序定制化设计，稳定涂布窗口控制钙钛矿膜均匀性和界面缺陷。
3、结晶取向调控：真空抽气加速容易挥发均匀后退火促进大尺寸晶粒形成稳定维持蒸气压氛围，降低能量损失。
正泰新能提出了工业化制备面临的电荷传输层材料的相关挑战及解决方案。
空穴传输层：常用PTAA、NiOx、单分子自组装层材料（SAM），单分子层致密性差，当大面积制备时该问题会更严重；通过氢键结合，后续工序中易解吸；稳定性差。
优选的解决方案：开发新的附着力强（非氢键）、稳定的SAM材料。
电子传输层：常用C60及其衍生物+SnOx，界面非辐射复合严重；价格昂贵；稳定性差。
优选的解决方案：开发新的可蒸镀、能级匹配、稳定性高的电子传输层材料。
会上光导科技介绍为了减缓PSC稳定性被破坏的进程，避免外部环境因素和分解泄漏等导致钙钛矿结构或其它功能层被破坏，封装是一种最有效的解决方法。
基于钙钛矿材料的特性，激光封装技术也应运而生。该技术在半导体行业应用较为成熟，在光伏领域还处于研发进程中。
目前激光封装面临的课题：
1、大面积封装的长期稳定性；
2、低热膨胀系数的玻璃成本。
在P1激光划线环节，存在P1轨迹弯曲的问题，其原因可能是：柔性基板形变、设备本身精度、退火干燥炉温度分布不均匀等。
光导通过先进的路径跟随技术保证死区面积最小化，具体做法为：以P1基准线进行跟随，刻蚀P2&P3线，保证刻画线P1与P2、P2与P3之前间距最小，使死区面积最小。同时通过软件算法高精度修正以及设备使用激光测距仪来实时补偿聚焦镜的位置，实现焦点的跟随。
随着各大企业加大钙钛矿电池研发投入，越来越多的产业化问题显现，但也在被逐步解决，产业链各环节企业通力协作从不同环节端口共同为行业赋能，加速钙钛矿产业化进程。
来源：势银光链
