一种添加剂
提高钙钛矿电池性能
钙钛矿已经显示出作为低成本、高效太阳能电池材料的巨大潜力，光伏行业和研究界正在努力开发新工艺，希望能量产可以在室外条件下耐受25年或更长时间的光伏电池设备。为了实现这一目标，大量不同的方法正在试验中。其中许多都是基于钙钛矿前体材料的添加剂，这些添加剂可以在材料生长时影响材料的结构，或在一些脆弱材料周围形成保护层。
近期，土耳其科尼亚技术大学的科学家们发现了一种添加剂，可以同时做到上述两点。他们发现海泡石是一种天然存在的粘土矿物，主要由硅、镁和氧组成，可以作为钙钛矿太阳能电池的支架层而不需要作任何改变，并使电池更高效稳定。在实验中，该小组使用的平面钙钛矿太阳能电池的初始最大效率为7.92%，他们发现用海泡石添加剂制造的电池，最大效率可以跃升至16%以上，在其他相同条件下生产的电池效率提高了一半以上。
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研究小组还发现，由于海泡石也能吸收大量的水，它可以保护钙钛矿电池对水分敏感的内层免受损伤。研究小组相信，海泡石可以成为一种有用的添加剂，用于研发可以大规模制造的大面积钙钛矿设备。
层叠钙钛矿
提高发电效率
近日，来自沙特的阿卜杜拉国王科技大学的科研团队实现了钙钛矿/硅叠层太阳能电池33.2%的能量转换效率。这一纪录打破了此前由德国柏林亥姆霍兹中心（HZB）科学家创下的32.5%世界纪录。
新一代太阳能电池板存在几种不同的技术路线，它们在效率、成本上有所区别，如何将它们稳定地、大规模地运用在太阳能电池板构造时的难易程度也有所不同。研究员们将更为普遍、价格更为低廉的晶体硅材料和效率更高却稳定性欠佳的钙钛矿结合起来，此举让太阳能电池的转换效率达到了33.2%。进步看似微小，但当通过数以百万计的太阳能电板，以及无穷无尽的太阳光来推算的话，这便是个很大的突破了。
尽管目前叠层钙钛矿技术还未有商用的打算，但也值得展望。中国企业曜能科技曾在今年1月实现自主研发的小面积钙钛矿/晶硅两端叠层电池稳态输出效率32.44%。光伏电池效率是以变流技术效率（PCE）来衡量的，100%的效率意味着所有可用阳光都被转化为电能，没有任何流失损耗。
这种新型叠层电池之所以能够达到创下纪录的水平，有一部分原因在于其上层钙钛矿材料吸收蓝光的效能最佳，而下层的硅又是吸收红光最好的材料。这种光谱覆盖意味着更多可利用的阳光可以被捕获、转化。然而，该团队并未提供更多有关这项纪录是如何实现的细节，到目前为止，也没有关于太阳能电池叠层技术方面的同行评论。KAUST团队仍致力于延长电池的使用寿命，并在尺寸上进行提升，毕竟这是钙钛矿的“*毛老**病”了。不同类型太阳能电池也有不同的效率纪录。例如，科学家已经使用六层电池达成了惊人的47.1%效率比，有别于过去的双层电池。尽管达成这一效率的前提是太阳光集中。
层叠之后串联
提高光电转化率
“串联”太阳能电池是结合硅和钙钛矿子电池开发的，使它们非常高效，并且可能优于广泛使用的晶体太阳能电池。目前，晶体硅是光伏技术中生产太阳能电池最常用的材料。它们提供约20-22%的模块效率。双面串联太阳能电池顶部有钙钛矿电池，底部有纹理硅。当这些材料集成在一起时，它们大大改善了太阳光到电能的捕获和转换。
太阳能电池的功率转换效率（PCE）为33.2%。这是世界上有史以来最高的串联太阳能效率。亥姆霍兹中心柏林（HZB）此前保持着32.5%的PCE创建记录：“这一新记录是非聚光下任何双结太阳能电池中最高的PCE，证明了钙钛矿/硅串联提供超高性能光伏模块的巨大前景。
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根据官方声明，欧洲太阳能测试装置（ESTI）已经对新建的设备进行了认证。串联电池是在KAUST太阳能中心的光伏实验室（KPV-Lab）开发的。这些高效串联太阳能电池的想法是由实验室于2016年构思的，从那时起，他们一直在测试各种新材料，方法和结构来制造这些太阳能电池。该设备有望在未来几年主导太阳能技术市场。根据发布的预测，在未来十年(到2032年)，钙钛矿/硅技术将占全球光伏市场份额的高达100亿美元。
提高太阳能的效率是当务之急。随着全球变暖的加剧，实施清洁能源解决方案并限制化石燃料行业的碳排放至关重要。这种改变游戏规则的创新有可能成为扩大绿色能源技术规模以及实现全球可再生能源目标的双赢局面。
太阳能上太空
封装镀膜是关键
在太空中，能源是必不可少的重要一环。有的月球车或火星车等利用核电池，而有的还利用柔性太阳能电板。说到现在的柔性太阳能电板，它是一种砷化镓GaAS材料，这种材料首先它比较轻，同时吸光效率高，同比硅等基本的太阳能转换效率高。根据数据分析，砷化镓材料的太阳能电池板的光电转化效率最高可达50%，而硅材料的太阳能电池板的光电转化率只有23%，远远低于前者。同时在外太空的环境下，砷化镓还能很好的抗太空辐射和耐太空高温。正因为有了如此诸多的优异性能，加之比较好的柔性折叠性能，才被空间站选用太阳能电池帆板的主要材料。
“钙钛矿”电池技术，号称“第三代非硅薄膜电池”的代表，钙钛矿电池转换效率据说有望能达到晶硅电池的近两倍，但成本能够降到后者的50％甚至更低。再利用叠层技术，理论转换效率有机会达到45%。同时还具有轻薄、柔性乃至可定制的特点，正因为有了这些优点，钙钛矿光伏技术有机会用在大型电站，光伏幕墙和电子消费品等诸多应用场景中。
当然，目前的钙钛矿电池还有诸多问题亟待攻克，其中由于钙钛矿稳定性差，易被水氧等环境影响，影响光电转换效率和寿命。所以需要一款好的封装材料，对钙钛矿友好的材料，就像我们现在在推广一只紫外光固化封装材料，对能较好的封装电池，较高的阻水氧性能和不会降低钙钛矿的转换效能。
镀膜核心设备包括镀膜、涂布和激光设备。钙钛矿太阳能电池产业还处于 0-1 阶段，其技术路线和材料选择均未定型，从技术路线选择层面来看，以反式结构为例，空穴传输层制备主要技术路线为 PVD（包括磁控溅射和蒸镀）；电子传输层主要技术路线包括PVD磁控溅射、RPD、ALD；电极主要技术路线为PVD（包括磁控溅射和蒸镀）；钙钛矿层可供选择的主流工艺路线包括狭缝涂布和真空蒸镀，目前狭缝涂布为较主流的技术路线。钙钛矿太阳能组件生产过程中的核心设备包括镀膜设备（PVD、RPD、ALD）、涂布设备和激光设备，其他设备包括前道清洗设备、封装设备等。
在太阳能电池的生产中，镀膜、刻蚀、封装是三大核心工艺环节：
镀膜： 钙钛矿的制备工艺与其他薄膜电池类似，需要通过溶液涂布法、溶液喷涂法、气相沉积法等方式，制备高纯度、缺陷少、高覆盖率、致密的钙钛矿层薄膜与传输薄膜，以改善不同层结构之间的电学接触，减少传输过程中的损耗，实现高的电池转换效率。
刻蚀： 通过多道激光刻蚀，可以构建钙钛矿电池中的电路结构，把多个钙钛矿电池串联成组件。
封装： 目前的封装技术采用了类似晶硅的技术，主要是替换掉原本晶硅用的EVA胶膜，因为EVA是聚醋酸乙烯酯，它的聚合不可能100%完成，里面一定会存在醋酸的残基，而醋酸会跟胺类反应成氨基酸，所以从原理上EVA不可用在钙钛矿，钙钛矿主要用POE材料。
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无论是哪种太阳能，都离不开表面镀膜：目前所有的技术方法，都不能很好的解决镀膜膜层均匀性的问题。喷涂法镀膜过程中，喷中心镀膜液富集多，造成花斑；表面刻蚀法因压花玻璃表面成分难以均一，导致刻蚀反应的速度不一致造成膜厚不均匀；即使均匀性辊涂法，受制于玻璃厚薄差、辊道传输抖动等多种因素的制约，也难以达到高精度的一致性。在镀膜均匀性无法进一步提高的情况下，其结果一方面造成组件的色差影响外观，另一方面由于镀膜玻璃各区域透光率不一致造成热斑效应，影响组件的耐久性。
针对这一问题，在制备太阳能电池时，一般是需要使用真空镀膜手套箱的：由真空镀膜系统和真空手套箱系统集成而成，可在高真空蒸镀腔室中完成薄膜蒸镀，并在手套箱高纯惰性气体氛围下进行样品的存放、制备以及蒸镀后样品的检测。在手套箱氮气环境里里旋涂钙钛矿前驱液，避免接触水和空气，可以直接通过连接藏舱将制备好的钙钛矿电池传到蒸发舱里，蒸发电极，全程实验都可以做到无水无氧的环境下操作。
方腔室自动门热蒸发镀膜机嵌入手套箱内，配套膜厚仪，分子泵，机械泵，4个蒸发源，合理的蒸发源布局，保证每个蒸发源到基片的距离完全一样，提高了成膜质量和均匀性；整套系统由真空镀膜系统和手套箱系统集成而成，可在高真空蒸镀腔室中完成薄膜蒸镀，并在手套箱高纯惰性气体氛围下进行样品的存放、制备以及蒸镀后样品的检测。主要用于太阳能电池钙钛矿、OLED和PLED、半导体制备等实验研究与应用。
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