鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的器件工藝

作者：admin2024-09-10 09:46 熱度：75

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的器件工藝是一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的過(guò)程，主要涉及多個(gè)關(guān)鍵步驟，包括鍍膜、涂布/印刷、刻蝕和封裝等環(huán)節(jié)。以下是對(duì)這些工藝環(huán)節(jié)的詳細(xì)介紹：

一、鍍膜工藝

鍍膜工藝是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備中的關(guān)鍵步驟，主要用于制備各功能層和電極層。這些功能層包括空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層、TCO層（透明導(dǎo)電氧化物層）和背電極等。鍍膜工藝主要采用物理氣相沉積技術(shù)（PVD），具體方法包括蒸鍍、磁控濺射鍍和反應(yīng)式等離子體鍍（RPD）等。

蒸鍍：成熟度較高，薄膜純度高，但過(guò)程溫度較高，薄膜附著力較差，主要應(yīng)用于金屬和有機(jī)材料電極。
磁控濺射鍍：薄膜附著力較強(qiáng)，過(guò)程溫度較低，但可能產(chǎn)生厚度不均勻的問(wèn)題，主要應(yīng)用于金屬氧化物電極。
反應(yīng)式等離子體鍍（RPD）：薄膜質(zhì)量更高，對(duì)襯底的轟擊損傷較小，成膜速度更快，但設(shè)備成本較高。

二、涂布與印刷工藝

涂布和印刷工藝主要用于生產(chǎn)鈣鈦礦層，并在實(shí)驗(yàn)室中嘗試用于生產(chǎn)空穴傳輸層和電子傳輸層。涂布技術(shù)可分為刮涂、輥涂和狹縫涂布等，其中狹縫涂布是主流工藝。印刷工藝則包括噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷等，用于生產(chǎn)印刷型鈣鈦礦組件。

狹縫涂布：高精度涂布方式，涂布液沿涂布模具縫隙擠壓噴出而轉(zhuǎn)移到基材上，具有涂布速度快、精度高、濕厚均勻等優(yōu)點(diǎn)。
印刷工藝：用于生產(chǎn)印刷型鈣鈦礦組件，適用范圍有限，但具有潛在的規(guī)模化生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。

三、刻蝕工藝

刻蝕工藝用于切割子電池，激光刻蝕已成為主流方法。激光刻蝕的主要目的是使用激光劃線打開膜層，阻斷導(dǎo)通，從而形成單獨(dú)的模塊、實(shí)現(xiàn)電池分片。在刻蝕過(guò)程中，需保證激光刻蝕線寬與刻蝕線間距的精確度，并避免對(duì)之前的層級(jí)造成損傷。

四、封裝工藝

封裝是保護(hù)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池免受外部環(huán)境因素影響的最后一道工序。常見的封裝方式包括完全覆蓋封裝和邊緣封裝。

完全覆蓋封裝：在模塊頂部制備封裝層，可使用聚合物作為封裝材料，也可采用原子沉積法制備隔絕水氧的薄膜。其優(yōu)勢(shì)在于保護(hù)效果更好，但對(duì)鈣鈦礦層及其它功能層影響較大，且對(duì)透光率有較高要求。
邊緣封裝：在模塊周圍放置密封劑，以減少對(duì)接觸層的影響，降低封裝材料與鈣鈦礦發(fā)生副反應(yīng)的可能性，同時(shí)對(duì)材料透光率的要求較低，但封裝效果會(huì)相應(yīng)降低。