2024年10月2日，日本产业技术综合研究所（产综研）发布了全球首台钙钛矿太阳能电池自动化制造系统。该系统能够从基板电极清洗、电子传输层和钙钛矿层的材料堆叠，到背面电极蒸镀、太阳能电池分离，全部实现自动化操作，支持多种不同条件下的自动化试制。这一创新技术为钙钛矿太阳能电池的商业化迈出了关键一步。
传统的晶体硅太阳能电池面临着重量和易碎性的双重挑战。由于发电部分的硅片容易破裂，通常需要玻璃进行保护，使得太阳能电池的重量超过10kg/m²，这使得在很多建筑物上安装难度较大。因此，市场对新型超轻量太阳能电池的需求日益增长。
钙钛矿太阳能电池由于其对弯曲等应力具有较高的耐受性，预计能够通过材料薄膜化实现重量减轻至约1kg/m²。此外，这种电池的原材料和制造方式与传统太阳能电池不同，预计能够催生全新的供应链和产业生态。不过，耐久性不足等问题仍需解决。
在太阳能电池材料和制造工艺的开发过程中，通常使用面积为1cm²左右的小型电池进行初步性能测试。然而，钙钛矿电池的性能波动较大，为了进行材料和工艺的全面评估，需要制造大量的电池进行试验。而改变电池材料时，相应的最佳制造条件也会随之变化，因此，针对不同材料优化制造条件是不可或缺的环节。
为此，产综研开发了钙钛矿太阳能电池自动化制造系统。通过自动化生产过程，排除了人为因素造成的误差，有效抑制了电池性能的波动。这套系统可以灵活调整制造条件，探索出最佳的太阳能电池性能。
该系统是世界首台能够从基板电极清洗、电子传输层堆积、钙钛矿层生成、正孔传输层堆积到背面电极蒸镀及电池分离全程自动化的设备。通过这一系统，每天可以在不同条件下制造的电池数量是过去的十倍以上，大幅提高了研发效率。
这套系统将成为评估钙钛矿太阳能电池材料开发和制造条件的重要工具，能够在性能波动较小的情况下准确评估电池性能。今后，该系统将主要由参与“绿色创新基金”的企业使用，助力钙钛矿太阳能电池的早期商业化和性能提升。未来，产综研计划将这套系统与AI技术结合，实现更加高效的制造条件优化，加速钙钛矿太阳能电池的市场普及。
