钙钛矿太阳能电池主要由五部分组成，包括透明导电基底、电子传输层（ETL）、钙钛矿吸光层、空 穴传输层（HTL）、金属电极，具体如下：
1）透明导电基底：一般采用氧化铟锡导电玻璃（ITO） 或者氟掺杂的氧化锡导电玻璃（FTO）。作为其他材料的载体，光线由此射入，将收集到的光电子传送至外电路。
2）电子传输层（ETL）：由致密TiO2和介孔TiO2两层材料组成。其中，致密TiO2用于阻止导电基底与 钙钛矿的直接接触，避免空穴向导电基底传输；介孔TiO2为钙钛矿生长提供框架与支撑，形成多孔TiO2/钙钛矿混合层，用于传输电子。
3）钙钛矿吸光层：典型代表为碘化铅甲胺（MAPbI3， MA=CH3NH3+），用于吸收太阳光产生光电子的活性材料。
4）空穴传输层（HTL）：通常使用Spiro-OMeTAD，用于提取与传输光生空穴。
5）金属电极：通过在空穴传输层外面蒸镀一层金获得，用于传输电荷并连接外电路。
钙钛矿电池的结构及工作原理
钙钛矿电池主要制备工艺
对应钙钛矿的五层结构，电子传输层（ETL）、钙钛矿吸光层、空穴传输层（HTL）为制备工艺的核心环节，最核心环节即钙钛矿吸光层的制备。透明导电基底层可外采导电玻璃或柔性片；金属电极通常通过使用贵金属真空蒸镀获得。
钙钛矿电池主要制备工艺
针对钙钛矿电池最核心的工艺环节（钙钛矿吸光层的制备），主要包括旋涂法以及气相法。旋涂法又称湿法，气相法又称为干法。
1）旋涂法：旋涂法工艺相对简单，为目前主流的钙钛矿吸光层制备方法。按照步骤的不同可进一步分为一步法、两步法。其中，一步法指将钙钛矿的原料全部加入溶剂中，完全溶解后形成前驱溶液，前驱体溶液旋涂于基板上，溶剂在高速旋转中挥发，溶质留在基板上结晶形成钙钛矿薄膜。两步法指，首先将PbX2溶于溶剂，旋涂在基底上成膜；然后将PbX2浸泡在溶液中或再次旋涂于基板上，与PbX2膜反应生成钙钛矿。
2）气相法：包括物理气相沉积法与化学气相沉积法。气相法适用于大面积器件的制备，同时可以避免旋涂法制备过程中有毒溶剂的使用。另一方面，由于控制前驱体的相对比例并非易事，气相法对设备性能提出较高要求，高质量膜层的制备难度较高。
钙钛矿吸光层的制备工艺比较
钙钛矿电池制备主要设备需求
钙钛矿太阳能电池主要设备包括镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备为钙钛矿电池制备四大设备，其中，镀膜设备价值占比约50%。
从上述各设备的具体作用来说，镀膜设备主要应用于制备阳极缓冲层、阴极缓冲层、背电极；涂布设备主要应用于制备钙钛矿吸光层、晶化；激光设备主要应用于串联电池等，主要包括激光膜切与激光清边。这三大设备为钙钛矿电池核心设备。
钙钛矿设备/产线投资额经济性显著，这也是钙钛矿电池技术备受资本市场追捧的关键之一。对比晶硅PERC电池，钙钛硅太阳能电池产线投资额仅为其约50%（5/9.6亿）。
钙钛矿电池组件生产线设备构成
钙钛矿电池技术下，从原材料到钙钛矿组件仅需单一工厂即可完成，流程简单、生产周期短；而现在主流的单晶硅技术路线，是以产业链形式“硅料-硅片-电池-组件”完成组件交付，流程复杂、生产周期长。
左为单结钙钛矿产线，右为PERC产线。
钙钛矿光伏电池的优势
1、从产能投资来看，钙钛矿电池有巨大优势
以1GW产能投资来对比，晶硅的硅料、硅片、电池、组件全部加起来，需要大约9亿、接近10亿元的投资规模，而钙钛矿1GW的产能投资，在达到一定成熟度后，约为5亿元左右，是晶硅的1/2。
2、纯度要求低，低能耗
太阳能级的硅料，纯度需要达到99.9999%（6个9），现在还有把标准把纯度拉升至了99.99999%的（7个9）。
但对于钙钛矿，只需要1个9（95%）即可满足使用需求，这一个9，不仅会降低能耗，同时对于稳定性也会有一个根本提升。
3、制造成本低
从综合成本角度，相比于晶硅，钙钛矿也有很大优势——单片组件成本结构中，钙钛矿材料占比仅约为5%，总成本约为5毛到6毛钱左右，是晶硅极限成本的50%。
4、从生产端，钙钛矿电池的重要优势——显著缩短产业链
原文始发于微信公众号（光伏产业通）：钙钛矿光伏电池制备工艺
