理想沉积SALD：钙钛矿电池18分钟成膜，量产突破！

当前，全球能源转型正加速推进，光伏产业作为核心驱动力，其技术革新备受瞩目。在众多新兴光伏技术中，钙钛矿太阳能电池凭借其优异的光电转换效率和成本潜力，被视为下一代光伏电池的有力竞争者。然而，要将实验室中的钙钛矿技术推向大规模商业化应用，高效、精准且稳定的薄膜沉积技术是其中的关键一环。如何确保在制备过程中，实现薄而均匀、致密无缺陷且共形性良好的功能层，直接关系到电池的最终性能和寿命。原子层沉积（ALD）技术，因其在原子级别上的精准控制能力，被业界广泛认可为制备钙钛矿太阳能电池传输层和钝化层的理想选择。

在钙钛矿太阳能电池的制造中，ALD技术已成功应用于多种关键材料的沉积，例如氧化锡（SnO₂）、氧化锌（ZnO）、氧化镍（NiO）等电子传输层和空穴传输层，以及超薄氧化铝（Al₂O₃）钝化层。这些材料对于提升电池效率和稳定性至关重要。传统的ALD工艺通过顺序引入前驱体气体，并在每次引入后进行惰性气体吹扫，从而实现对薄膜厚度和均匀性的精确控制。这种逐层生长的机制确保了薄膜的优异质量，但同时也带来了明显的局限性——吹扫步骤耗时较长，严重限制了生产效率，使其在面对大规模生产需求时显得力不从心。

为了突破传统ALD在量产方面的瓶颈，业内领先的理想沉积公司（Ideal Deposition）开发出一种创新的空间原子层沉积（SALD）系统。理想沉积公司的工艺技术经理王军（Jun Wang）在2024年12月举行的泰阳新闻高效太阳能技术大会上，详细介绍了这项系统的最新进展，引起了2025年业界的高度关注。与传统ALD在时间上分离前驱体流不同，SALD的核心理念是在空间上分离前驱体气流。这一创新设计彻底消除了传统ALD中耗时的吹扫步骤，从而将沉积速率提升了数个数量级，为钙钛矿太阳能电池的大规模生产开辟了新的途径。

SALD技术的工作原理独特而高效。系统通过一个多通道喷淋头，将前驱体气体和惰性气体持续地流向基板。基板在喷淋头下方进行横向移动，依次经过不同的前驱体气流区域。在前驱体气流之间，惰性气体被用作“气幕”，有效阻止了不同前驱体之间的预混合，并引导前驱体分子精确地作用于基板表面，随后排入废气处理系统。这种空间上的精确分隔，使得薄膜沉积过程可以连续进行，大大提高了效率。

值得关注的是，空间原子层沉积的概念并非全新。早在过去，荷兰的两家公司——SoLayTec和Levitec，就曾开发出用于氧化铝沉积的空间ALD工具。然而，尽管技术具有潜力，它们在将该技术推广到主流市场，尤其是在太阳能领域，未能取得预期的成功。这表明，要将一项先进的沉积技术从概念变为商业可行的解决方案，需要克服多方面的技术和工程挑战。理想沉积公司此次的进展，正是基于对这些挑战的深刻理解和有效应对。

理想沉积公司深耕钙钛矿太阳能电池制造需求，已开发出一系列专用的SALD设备，以满足从研发到量产不同阶段的需求。这些设备的特点在于其灵活的兼容性和卓越的性能，能够适应多样化的生产场景。

理想沉积公司的研发平台，能够处理尺寸高达300 × 400毫米的基板，在仅18分钟内沉积20纳米厚的薄膜，同时保持小于3%的涂层非均匀性，这对于初期材料筛选和工艺优化至关重要。在中试规模方面，其系统能够支持更大尺寸的基板，最高可达1.2 × 2.4米，将非均匀性控制在5%以内，展现了技术从小规模向中大规模过渡的潜力。而针对大规模生产，该公司推出的量产工具采用了模块化、多腔室配置，旨在实现可扩展的高通量制造。这些系统广泛支持各类基板，包括玻璃、硅晶圆以及柔性材料，并可在80°C至300°C的宽泛温度范围内运行，这为钙钛矿材料和传输层的多种组合提供了极大的兼容性，为产业化应用打下了坚实基础。

王军（Jun Wang）强调，SALD技术沉积的薄膜，在满足钙钛矿太阳能电池稳定性与效率的严苛要求方面，展现了卓越的能力。以氧化锡（SnO₂）薄膜为例，其每循环的厚度生长呈线性，约为0.1纳米，并且20纳米厚的薄膜透射率高达约96%，这对于光伏器件的光利用效率至关重要。更令人鼓舞的是，采用SALD技术生长的SnO₂和Al₂O₃薄膜覆盖的钙钛矿层，表现出显著增强的防潮性能。稳定性测试证实，这些薄膜能有效减缓水分侵入，即使在水中浸泡数分钟后也未出现明显降解，这对于提升钙钛矿电池的长期可靠性具有里程碑式的意义。

无论是在实验室小尺寸基板，还是在大面积基板上，SALD技术都能实现2%至4%的薄膜厚度均匀性，这充分证明了其可靠性和在产业化中的可扩展性。结合高速沉积、精确控制和卓越的保护膜质量，理想沉积公司正积极推动SALD技术，使其成为下一代钙钛矿叠层太阳能电池极具前景的沉积方法。

钙钛矿太阳能电池技术的进步，尤其是其制造工艺的优化，是推动全球清洁能源发展的重要力量。空间原子层沉积技术的兴起，不仅为解决钙钛矿电池量产瓶颈提供了创新方案，也预示着光伏产业在材料科学和精密制造领域的深度融合。对于国内的跨境电商、游戏、支付、贸易和广告等相关从业人员来说，关注此类前沿科技动态，理解其对未来能源格局乃至全球产业链可能带来的影响，将有助于我们更好地把握市场机遇，探索新的合作与发展空间。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/ideal-sald-18min-perovskite-film-breakthrough.html