近年来，我国薄膜电池产量虽有提升，但因成本、大尺寸光电转化效率和技术普及性等方面的限制，在整体的光伏电池组件产量中占比较低。在如今“双碳”和“能耗双控”的政策背景下，BIPV（光伏建筑一体化）是推行绿色建筑的有效途径。目前薄膜电池虽然在转化效率等方面不及晶硅电池，但其结构简单、透光性可调节、弱光性好、温度系数小等特点，使得薄膜电池在BIPV上比晶硅电池更具优势，薄膜电池能够与建筑材料更好地结合，有望在市场占据一席之地。尤其近两年钙钛矿电池的发展受到市场关注，目前已逐步开启量产化进程。
钙钛矿光伏电池，利用钙钛矿型的化合物作为吸光材料，相比于晶硅和其它薄膜电池而言，钙钛矿光伏电池拥有以下优势：
钙钛矿为人工合成材料，根据配方不同可调整带隙；
高转换效率和发电量的优势，叠层更具效率发展潜力；
制备工艺简单，流程短，生产效率高，材料成本低，无需高温生产，节能；
弱光性好且透光，外观形态可调节范围大，轻质和柔性特点使钙钛矿电池的应用场景更广。
激光在钙钛矿生产中的应用
在单结钙钛矿电池制备过程中，有4道激光工序，P1、P2、P3、P4，进行3次平行激光刻蚀（P1－P3）激光使材料汽化并形成槽线，将整面膜层分割成一个个相互串联的宽约4－12mm的子电池，从而形成阻断电流导通的单独模块，以实现增大电压和串联电池的效果。P4是将靠玻璃边缘约10mm宽度的膜层清除，形成绝缘区域，作为后段封装区域。
以反式结构p－i－n为例
激光P1划线：激光刻蚀底部TCO膜层，形成相互独立的TCO衬底；
激光P2划线：激光刻蚀TCO以上其它膜层，提供相邻两节子电池的正负电极提供传输通道；
激光P3划线：沉积背电极后，激光刻蚀TCO以上其它膜层，将子电池之间分离开；
激光P4清边工艺：清除掉电池边缘的沉积膜，防止漏电，保证电池封装可靠性。
每个子电池包含两个区域：死区和有效区。P1线到P3线最外侧区域不能发电，俗称死区。死区宽度越大，电池中发电无效区占比越大，子电池的效率也就越低，因此，钙钛矿光伏电池激光划线工序，其中一个核心技术指标就是将死区做到最小。除产品本身设计线宽对死区宽度有影响外，线与线的间距需尽量做小，但是P1、P2、P3线之间，不可相交或并线，故间距越小，对设备加工系统的控制精度要求越高。
以反式结构p－i－n为例
除死区控制之外，激光工艺效果在很大程度上也影响着电池的光电性能，激光刻蚀深度要求严格，需控制激光能量与频率，目标是在膜层清除干净的基础上做到无火山口和热影响，线条均匀性好。此外，激光划线所产生的粉尘如何处理，防止污染膜层也是一个重点。
近年来，深圳市杰普特与产业伙伴联合创新，针对不同产能需求和产品种类，积极投入、潜心钻研，成功开发出一系列用于薄膜电池高精度划线的激光智能装备。设备包括：实验室及小试线设备，百MW中试量产线设备等。得益于JPT在光学设计、运动控制、精密量测等领域的多年技术积累，激光划线设备可满足客户的高精度划线需求。
JPT薄膜光伏激光划线机
JPT根据客户产品开发进度和布线情况，提供两种类型产品：
实验、小试线：
应用于实验室科研／研发级别薄膜电池产品开发中前期阶段的小幅面薄膜电池产品验证，将其实验室cm2级别的微型电池单元扩展为具有子电池串联结构的小型薄膜组件（300mm×300mm），通过此划线设备可验证制备薄膜组件的技术移植到大尺寸量产线上的可行性。此设备兼容膜面及玻璃面出光P1～P3激光划线和P4清边，可根据客户实际产品定制不同加工平台尺寸；采用科研级别大理石结构，高速直线电机运动平台，保证系统的稳定性、加工精度和效率；可根据客户膜层材料的光谱吸收特性来选择不同波长的激光光源，致力于低火山口、无热影响等优质的加工效果是钙钛矿行业实验、小试线激光设备的首选。
P1 无火山口（TCO材质）
P2 无火山口
P3 少量或无火山口
P4 少量火山口
100MW量产中试线：
应用于钙钛矿产品开发中期阶段，大规模量产前中试线；大面积制备是商业化前提，而面积放大后，将极大增加薄膜制备、划线均匀性和精度保证的难度，极易出现制备不均匀、不稳定等问题，降低转换效率。在大面积基板上对各个不同膜层进行高精度刻蚀，制作出性能优良的电池组件是必须要攻克且非常具有挑战性的难关。
100MW产能的中试线需要P1／P2／P3／P4各一台独立的自动化激光划线设备，JPT百MW激光划线设备根据产能不同可提供单台设备8－12路激光分束同时加工。为满足GW线产能需求，目前公司已研发更大产品幅面、更多分束光路及更高速划线速度的量产型设备。
设备核心优势
结构：
特殊缓冲，实现高速运行。整机防震设计、模块刚性设计、致力于光学隔振、系统稳定性；
飞行光路激光加工过程中产品静止；
各光路焦点、间距自动调节，精度±1μm。
光学：
采用机械分光方式实现8－12路分光，并行加工提高加工效率；
结构轻量化设计可满足GW线2．5m／s以上，3g加工速度负载要求；
光路功率独立可调，模块化光路设计实现膜面或玻璃面加工；
机械分光的光学设计各光路功率一致性小于3％，针对膜面加工各光路功率一致性高，能够更大程度改善膜面材料工艺窗口小，对功率一致性要求高的加工效果。
软件：
自研软件，界面简约清晰、功能完备、操作简单易上手；
具有高度跟踪、轨迹追踪、功率检测、死区监测等功能。
2019年杰普特进入薄膜电池光伏电池行业，与客户合作验证柔性钙钛矿电池激光划线，率先使用超窄脉宽激光对产品进行工艺验证，获得较好结果；超窄脉宽激光相比纳秒激光有明显优势，并确立以皮秒光源作为钙钛矿光伏电池激光划线设备的主要光源。2021年，JPT上半年交付国内第一台柔性钙钛矿光伏电池中试机，自此，2021～2023年，陆续交付中试机于华南、华中、华东客户群。
钙钛矿光伏电池试验机
2023年，杰普特成功赢得了首个百兆瓦级别的订单，与钙钛矿光伏电池领军企业协鑫光电合作，为其打造100MW钙钛矿光伏电池量产线激光划线全套设备，这标志着杰普特钙钛矿光伏电池激光划线技术进入新的里程碑。2023年7月底，整套100MW钙钛矿激光划线设备已顺利交付客户端。
近年来，在“双碳”战略目标和产业政策的支持下，我国光伏行业迎来了前所未有的黄金发展期，JPT已开始布局研发下一代GW量产线，将在光伏电池行业激光应用领域不断地钻研与探索，坚守初心、砥砺奋进、刻苦钻研、不断创新！
