鈣鈦礦電池行業主要上市公司：寧德時代(300750.SZ);隆基綠能(601012.SH);天合光能(688599.SH);晶科能源(688223.SH);晶澳科技(002459.SZ);杭蕭鋼構(600477.SH);寶馨科技(002514.SZ)等

本文核心指標：鈣鈦礦電池制備流程及工藝設備;鈣鈦礦電池不同組成部分制備工藝及設備;主流鍍膜方式對比;大面積鈣鈦礦薄膜制備技術對比;鈣鈦礦電池激光刻蝕工藝流程

鍍膜、涂布、激光刻蝕為制備過程核心環節

鈣鈦礦電池在結構上由多個功能薄膜疊加而成，其制備在方法上也是在基底上一層層累置薄膜而成。整個過程中三層薄膜(空穴傳輸層HTL、鈣鈦礦層、電子傳輸層ETL)制備最為關鍵，鍍膜、涂布、激光刻蝕為核心環節，鍍膜設備(PVD、RPD)、激光設備和涂布機為核心設備。

以反式平面結構為例，其工藝流程為：導電透明玻璃制備-激光P1刻蝕-制備第一傳輸層薄膜-退火/干燥-制備鈣鈦礦層薄膜-退火烘干-制備第二傳輸層薄膜-退火/干燥-激光P2刻蝕-底電極(背電極)制備-激光P3刻蝕-激光清邊-測試分揀和封裝。鈣鈦礦電池組件生產共需要鍍膜設備、激光設備、涂布設備和封裝設備4種設備，需進行3次鍍膜、3次激光刻蝕+1次激光清邊。制備過程中，材料、工藝、設備共同鑄就鈣鈦礦電池企業的核心競爭力，鈣鈦礦電池產業化發展帶來關鍵設備的投資機會。

如上所示，電池的不同組成部分制備的工藝不同，所用的設備也有所不同：

主流鍍膜技術有PVD、RPD、ALD

鈣鈦礦電池空穴傳輸層和電子傳輸層的制備工藝主要包括PVD和RPD，ALD目前處于研究狀態，未來或將應用于鈣鈦礦電池功能層制備。PVD又分為真空蒸發鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜(RPD)。

從三種鍍膜技術對比來看，PVD為目前較成熟的鍍膜技術，具有沉積速率快、成本較低的優勢，但該技術制備的薄膜均勻性相對較差;采用RPD制備電子傳輸層可以減少制作過程中對下方鈣鈦礦層的影響，但設備成本高于PVD;ALD工藝的優勢則在于大面積成膜的均勻性，且致密、無針孔。

鈣鈦礦層產業化制備以狹縫涂布法為主

鈣鈦礦層的制備是生產過程中的核心環節，其成膜質量直接決定了電池的轉換效率，目前主要制備方法包括溶液涂布法(濕法)、真空蒸鍍法(干法)、氣相輔助溶液法(干濕法結合)。其中，溶液涂布法又分為刮刀涂布法、狹縫涂布法、絲網印刷法、噴涂法、噴墨打印法和軟膜覆蓋法。

鈣鈦礦薄膜的結晶性良好有助于降低其缺陷態密度、減少載流子的復合。大面積鈣鈦礦的主要難點就是如何在溶液中形成大量的結晶，以提升鍍膜的均勻性。狹縫涂布法可以通過控制系統參數設定進行精確設計、可兼容卷對卷生產，是實現鈣鈦礦電池產業化的重要方法。

鈣鈦礦電池制備過程包括4次激光刻蝕

激光工藝涉及到整個鈣鈦礦薄膜電池的制備流程，是整個生產流程中的必備環節。鈣鈦礦電池生產過程中需要分別進行3次平行激光刻蝕(P1-P3)，并完成P4的清邊。P1-P3刻蝕環節的作用是切割電池表面，形成阻斷電流導通的單獨模塊，實現增大電壓和串聯電池的效果;P4激光負責清邊以完成最后的封裝環節。

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