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此次大会汇集来自产业界和学术界的专家和领导者,分享全球和中国钙钛矿学术与科研最新进展,关键设备和耗材,钙钛矿产业化技术路径、钙钛矿电池的应用市场潜力与应用前景、钙钛矿和叠层电池转换效率、稳定性与测试标准等议题在实际应用中的进展和经验,促进该技术的产业化进程,提升产业整体竞争力,为钙钛矿太阳能电池行业持续发展提供交流碰撞的后援支持。同时也为业界提供更广泛且具深度的议题研讨,帮助推升产业链各企业之间的互动与合作。
在本次大会上,纳昇电子 总经理 童思超发表了题为《钙钛矿领域的工业级涂布站方案》的演讲。
童思超(湖南纳昇电子 总经理)重点介绍了纳昇电子的研发与技术实力,依托中南大学的科研力量,纳昇电子研发了从实验室到量产级别的高精密狭缝涂布设备,服务于显示面板和太阳能电池等光电领域。公司的涂布设备以高精密、高稳定性和高一致性为特点,产品线包括小型、中试级到工业级狭缝涂布机,支持刚性基材的片对片和柔性基板的卷对卷工艺。纳昇电子致力于为钙钛矿太阳能电池等行业提供全面的狭缝涂布解决方案,推动产业发展。
以下是演讲全文:
各位来宾,各位朋友,大家下午好。我是来自湖南纳昇电子科技有限公司的童思超。非常感谢极电光能以及主办方势银提供这次宝贵的行业交流机会。今天我带来的报告主题是钙钛矿领域的工业级涂布站方案。
01
成立与发展
公司于 2017 年成立,此前一直从事狭缝涂布设备制造和生产,依托高校在材料化学、物理、柔性电子等方面的基础研究,以市场需求为导向,开展前沿电子材料和装备的开发。公司是从中南大学产学研合作形式孵化出来的企业,在电子材料和装备领域有深入研究。成立之初,在中南大学设计了众多狭缝涂布装备、柔性电子装备。随着钙钛矿、OPA 等行业兴起,公司业务逐渐拓展。目前有三个基地,研发中心在湖南长沙,负责涂布机生产制造研发和导电高分子材料生产;益阳生产基地承担导电聚合物的量产及进口替代工;所有材料和装备在中南大学进行前期验证和开发。
纳昇电子坚持“材料+装备”双轮发展策略,引入中南大学作为公司战略股东,成立《柔性与印刷电子联合实验室》;与重庆大学达成技术合作,联合成立《导电聚合物联合实验室》。
知识产权与企业荣誉
公司成立之初就重视知识产权保护,目前已形成完整的商标、知识产权、软件授权体系,拥有独立自主的知识产权保护体系,是高新技术企业,获得省级专新特精企业、湘江新区领头企业等荣誉。
02
产品体系
湖南纳昇电子科技有限公司作为全球高精密狭缝涂布解决方案的领先提供商,产品覆盖从实验室级别(10-300 mm)、中试/小规模量产(300 - 600 mm)至量产级别(600 mm及以上)的广泛涂布尺寸,同时兼容刚性基材的片对片(S2S)工艺与柔性基板的卷对卷(R2R)工艺,精准满足显示面板、有机太阳能电池(OPV)、钙钛矿太阳能电池、氢燃料电池、半导体封装等光伏与光电领域的严苛涂布需求。
行业变化与感受
从公司业务发展可感受到行业在不断的变化。2019 年之前,狭缝涂布机100mm宽幅就够用;2023 年之前,需求为 100到300mm宽幅;去年下半年开始,咨询尺寸多为 600mm、1200mm或1600mm等。我在学校就开始做钙钛矿研究,见证了钙钛矿效率提升、工艺发展及面积增长的过程,行业发展脉络清晰。
大面积精密狭缝涂布成膜技术应用方向
主要有平面显示、新型光伏、IC先进封装三个方向。
平面显示:在平板显示(LCD,OLED,mini LED, QLED等)中,可以应用于TFT及CF、PI基板及UTG/CPI盖板、光电功能层/电极、柔性AAA封装(TFE)、LCD 配向膜。
新型光伏:从工艺角度划分,适应大面积沉积钙钛矿薄膜的有湿法涂布、蒸镀干法 2 大类工艺,其中狭缝涂布工艺具备制程可控性较强、材料利用率高等特点,成为目前钙钛矿层的主流制备工艺。
IC先进封装:扇出型封装主要分为扇出型晶圆级封装(Fan-Out Wafer Level Packaging, FOWLP)和扇出型板级封装 (Fan-Out Panel Level Packaging, FOPLP)两种。IC板级封装(FOPLP)是精密溶液成膜技术的新发展之一。目前许多产品已经采用该方法,例如奕斯伟在510mm*515mm上进行封装、佛智芯在600mm*600mm上进行封装。扇出大板级封装具有4个优势:性能优越、物理尺寸小、成本低、适应性高。
狭缝涂布工艺原理:通过工业系统把墨水泵送到狭缝涂布头里面。然后通过涂布头的流道设计挤出,然后在基板相对移动的过程中,形成一个相对均匀的致密的薄膜。
狭缝涂布工艺优势:印刷速度快、成膜均匀、材料利用率高、运行成本低、适用油墨的粘度广。
公司产品系列及工业级产品介绍
产品系列发展
公司经过多年发展,有全系列狭缝涂布体系。
研发级:研发级小面积狭缝涂布机是为满足客户需求发展而来,可在手套箱或通风橱使用;多功能涂布机涵盖刮涂、辊涂、狭缝涂布等工艺,用于工艺选择;高精度涂布机性价比高,国内很多高校或初创机构使用。
工业级:工业级涂布站是全功能性产品,随着钙钛矿发展从小面积逐步发展而来,公司成为国内狭缝涂布产品体系最丰富的公司。
03
纳昇电子设计的狭缝涂布工作站秉承“高精度 高稳定性 高一致性”原则,为客户提供实用性极强的狭缝涂布装备,助力钙钛矿太阳能电池行业发展。
在钙钛矿生产流程中,狭缝涂布环节关系到结晶、均匀性、稳定性、良率等,要提升效率和良率,需做好这一环节。将狭缝涂布工作站拆解,包括前预处理、精密狭缝涂布、后处理、自动性能检测等模块,形成闭环以保证制造过程的一致性、均匀性和稳定性。例如,前处理常用臭氧或等离子体,而相对成熟产线会用EUV处理、AA-Jet喷射、A/K干燥等综合处理以达到好的表面状态;后处理要保证涂抹洁净性和均匀性一致,通过热台和 VCD 等系统集成和自动控制;自动性能检测通过机械手和中央机器人进行传送,随后检测厚度均匀性、异物等;系统可实时监控,实现所有制程过程Recipe的上传和下载,以及所有事件信息上报给MES系统,并能远程下达生产命令。
根据客户的不同的场地的需求或者工艺,纳昇的高精度工业级涂布站(GW)有直列式和团簇式两种方式,,目前可做到1.2m幅宽。
工业级装备设计理念
高精度:设备要保证高精度,即说动一微米就是一微米,动两微米就是两微米,避免生产产品质量波动,确保产品质量稳定。
高稳定性:借鉴面板行业经验,设备验收要求连续运行 30 天以上不出故障。钙钛矿量产时需 24 小时不间断工作,高稳定性至关重要。从设计产品之初就将其放在首位,通过大量传感器、安全防护设计、冗余设计,选用经面板行业验证的元器件,保证出问题及时反馈、停机修整和快速运行,避免产线因停机而影响产能。
高一致性:生产的片与片之间要保持重复性,因为湿度、温度、静电、涂布头沾污等因素都会影响产品一致性。所以要对环境进行控制,对涂布间隙过程进行管控,保证每一片出来的液体或墨水一致,消除误差。
我们团队在湖南长沙,年轻上进且热情,欢迎大家有机会去参观指导,谢谢。
来源:势银光链