突破量產技術壁壘，曼恩斯特破解鈣鈦礦電池大面積涂布難題

導語：在鈣鈦礦電池領域，產業化進程依然面臨諸多挑戰，其中鈣鈦礦膜層大面積、低成本、高效率的制備是目前產業化的核心難點。圍繞上述問題，曼恩斯特潛心研發、自主創新，在國內率先推出GW級量產平板涂布系統（涂布幅寬2.4m），該產品現已擁有實物樣機，且具備在大面積內開展實驗測試及規模量產的能力，開辟了大面積鈣鈦礦電池涂布的最新路徑，給行業未來發展帶來新曙光。

一、鈣鈦礦電池面臨挑戰，大面積涂布亟待突破

鈣鈦礦電池作為第三代光伏產品，具備高光電轉化效率、簡單結構、低成本和多元化應用場景等一系列優勢，承載著進一步降低光伏度電成本、實現雙碳目標的重任。由于硅料、硅片價格持續上漲，相較于傳統太陽能電池，鈣鈦礦電池的成本優勢和商業價值愈發明顯，產業化潛力巨大。然而，在邁向產業化前，鈣鈦礦電池仍面臨諸多挑戰。

鈣鈦礦膜層的產業化制備技術有多種，不同技術工藝的難度也各有不同，目前國內鈣鈦礦膜層制備的主流方案還是以狹縫涂布為主。鈣鈦礦光吸收層是一種半導體材料，除了要均勻地涂布外，還必須控制結晶質量，減少晶界和缺陷的產生，而且要加上溶劑萃取、退火結晶等后續工藝，需要與涂布緊密配合；同時，鈣鈦礦濕膜溶劑易揮發，一旦涂布成膜過程時間過長，容易造成起始和結束位置結晶形貌的重大差異，這些都對涂布技術提出了更高要求。

作為核心工藝環節，涂布對鈣鈦礦電池的效率和壽命有著至關重要的影響。尤其在實驗室邁向中試以及GW級量產的過程中，如何使得大面積涂布保持良好的均一性（包含始端和末端）、如何盡可能間距更短地除邊、更快速地涂布且避免膜破、保持結晶的均一性（風刀和VCD的均一性）等問題，均是鈣鈦礦電池產業化進程需要解決的重要課題，大面積涂布亟待技術突破。

二、量產鑄就核心競爭力，設備國產化降本可期

制備鈣鈦礦膜層的精密涂布設備，日本東麗、韓國三興機械等國外廠商技術優勢明顯。近年來以曼恩斯特為代表的國內企業不斷實現技術突破，打破了國外壟斷，正持續加快國產替代進程。目前，曼恩斯特涂布產品涵蓋GW、中試以及實驗室的單結、疊層涂布設備，可以根據不同客戶的要求快速響應，提供手套箱、自動化等定制化涂布整線技術解決方案，助力客戶電池（組件）轉化效率大幅提升。

作為國內首家擁有2.4m涂布模頭、高精密注射泵及輔助結晶等多項自研技術的國家級專精特新“小巨人”企業，曼恩斯特現已具備GW級量產平板涂布系統產品（涂布幅寬2.4m）的供應能力，節拍快，除邊小，納米級的大面積涂層厚度可控性強，膜厚均勻性高，在提升效率和克服工藝難題上取得了突破性進展，該產品現已擁有實物樣機，且具備在大面積內開展實驗測試及規模量產的能力，為國內鈣鈦礦電池制備的規模化量產叩響了大門。

由于鈣鈦礦的晶體結構特性，隨著制備面積的增大，如果不能對其進行完全干燥，將會產生結晶而導致表面出現縫隙或氣泡，從而影響電池的穩定性。曼恩斯特自主研發的真空干燥預結晶系統，采用高密閉性真空腔體，具備快速抽氣能力，掌握多段式壓力下降控制邏輯，支持極限底壓和壓力保持功能，更加適合鈣鈦礦輔助結晶的需求。

GW級量產平板涂布系統優點特性

l 涂布程序多段式可調節；

l 涂布均一性可達≤5%；

l Y軸氣浮設計確保涂層精度及長時間穩定性；

l 配備多個檢測傳感器；

l 配備減震結構，保證涂布過程穩定性；

l 可實現涂布過程自動化清洗；

l 有預涂或預擠出等設計，確保設備運行時狹縫模頭內無氣泡

三、曼恩斯特助力產業化，鈣鈦礦前景星辰大海

2023年8月，曼恩斯特與中國科學院深圳先進技術研究院共同組建的鈣鈦礦薄膜太陽能電池聯合實驗室正式揭牌成立，該實驗室是鈣鈦礦光伏器件機理探索和鈣鈦礦電池制程工藝研究的重要平臺，通過自研的定制化涂布模頭、高精密注射泵等關鍵技術，形成了大尺寸鈣鈦礦產業化“配方-工藝-設備”協同研究的開發能力，完成了大面積溶液薄膜均勻涂布及結晶一體化布局。該實驗室還可以支持面板顯示、半導體晶圓涂膠及板級封裝的實驗測試，能夠完成正負光阻、鈣鈦礦功能層、芯片封裝層、高低膜厚涂層、高低粘度涂層等各類材料的涂布與涂布效果測試評估工作，積累了各類材料的涂布數據庫，根據測試反饋工藝流程優化改善，已為國內多所高校和企業提供服務，搭建了良好的產學研溝通平臺，促進科研成果向生產落地轉化。

目前，鈣鈦礦設備仍處于探索期，以定制化需求、試驗性需求為主，設備產能也較小，目前100MW線設備投資額約1億元左右，換算至GW產線相當于投資額10億。預計實現GW級量產后，由于規模效應和產線優化，設備投資有望實現明顯下降。結合中商情報網的預測數據，經財信證券預測2025年在樂觀、中性、悲觀估計下對應42.5、34、22.5億元設備市場空間，2026年對應154、112、84 億元設備市場空間。

后續，曼恩斯特將持續保持對相關技術路線的關注及研究，積極搶抓鈣鈦礦機遇，不斷進行版本的迭代升級，以優質的產品和專業的服務為客戶持續創造價值，以領先的涂布解決方案助力鈣鈦礦產業化發展，攜手行業創造更加高效、可持續的未來，共赴星辰大海。