KLA邀您相约2025钙钛矿与叠层电池产业化论坛

8月26日~8月28日，KLA Instruments将亮相第九届钙钛矿与叠层电池(长三角)产业化论坛The 9th Perovskite & Tandem Solar Cells (Yangtze River Delta) Industrialization Forum

长三角作为中国光伏产业创新高地，依托雄厚的产业基础和人才优势，已构建起从材料供应、装备制造、组件生产到场景应用的钙钛矿与晶硅双轨并行产业链，并建成全球最大的钙钛矿光伏产业基地。在前景无限的叠层技术赛道上，长三角钙钛矿与晶硅企业蓄势待发，然而，产业化之路仍面临着稳效提升、成本削减、标准缺失、项目验证、资本认可等现实挑战。展望未来，长三角地区光伏企业亟需通过协同合作成为“共同体”，引领叠层光伏技术的产业发展浪潮。

在此背景下，由中国国际科技促进会钙钛矿产业分会指导，光伏领跑者创新论坛主办的“第九届钙钛矿与叠层电池(长三角)产业化论坛”将于8月26~28日在江苏常州召开。大会将设置多个专题报告，涵盖材料研发的最新突破、组件技术创新路径、设备材料解决方案优化以及市场应用拓展策略等多个关键领域，分享钙钛矿与叠层的最新研究进展，材料与设备的降本增效方案、大面积制备的创新实践案例、多元化场景的市场拓展策略等行业动态与专家经验，共同打造钙钛矿与叠层电池技术交流平台。

KLA Instruments将借此次机会展出Zeta光学轮廓仪，Tencor探针式轮廓仪，Fimetrics方块电阻测量仪等多款重点机型，并由应用经理带来精彩的报告，期待您的莅临。

展会时间：2025年8月26~28日

展会地点：江苏，常州富力喜来登酒店

展位号： A19

演讲主题：钙钛矿太阳能电池超薄膜测量应用

演讲嘉宾：张骏 应用经理

演讲时间：2025年8月27日 13:50 - 14:10

演讲地点：常州富力喜来登酒店，三楼龙城大宴会厅

张骏 PROFILE

KLA Instruments 应用经理

张骏，博士/应用经理，2013年取得复旦大学物理学系学士，2018年获得凝聚态物理博士学位，同年加入科磊半导体设备技术(上海)有限公司，参与了多个技术项目的开发和支持工作，包括探针式轮廓仪，白光干涉技术，相移干涉技术，点阵式共聚焦技术，反射式膜厚测量技术，方阻测量技术等，积累了丰富的测量经验和客户案例。

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本期课程：

钙钛矿太阳能电池超薄膜厚度测量应用

研究背景和表征方法

早在2009年，铅基钙钛矿材料第一次被应用到太阳能电池中，其光电转化效率为3.8%。近些年来，通过组分调控，界面调制，缺陷优化，能级调整等手段，钙钛矿太阳能的光电转化效率已经提高至26.7%。而叠加硅基太阳能电池以后，组合而成的叠层太阳能电池器件的光电转化效率能提高到33.9%。

相关的研究表明，钙钛矿太能电池器件的光电转化率和器件关键层的薄膜质量息息相关。所以，这些薄膜的厚度和均匀度的监控非常重要。但是，对钙钛矿太阳能电池器件的薄膜厚度的快速、准确测量是一个有挑战性的工作。白光干涉仪对于不同材料有消光效应;反射式膜厚仪无法测量不透明的金属薄膜，对于透明的超薄膜测量，复杂的建模也会涉及很大的工作量;原子力显微镜测量精确但是扫描范围和测量速度比较局限。

KLA Instruments的Tencor台阶仪采用线性差分电容式传感器对于几纳米到百纳米量级的超薄膜测量具有非常好的稳定性。这篇应用案例中，介绍了该设备可以作为钙钛矿客户监控工艺质量的重要工具。

钙钛矿太阳能电池器件

一个简单的钙钛矿太阳能器件主要包括一系列不同功能的薄膜层：衬底是透明导电氧化层(CTO);电子传输层(ETL);钙钛矿材料层;空穴传输层(HTL);金属电极层。通常，根据ETL和HTL层在器件中的位置不同，钙钛矿太阳能电池包括两种结构：正式的n-i-p构型和反式的p-i-n构型。其中，p代表电子传输层，i代表钙钛矿层，而n代表空穴传输层。

图1. 钙钛矿太阳能电池器件的“n-i-p”构型(左)和“p-i-n”构型(右)

钙钛矿太阳能电池的工作原理

图2以反式“p-i-n”构型为例，展示了钙钛矿太阳能电池器件如何工作：太阳光照射到器件上，其中能量大于钙钛矿材料能隙的光子会被吸收然后在库伦作用下材料能带中产生一对激子(电子空穴对)。在内建电场作用下，这一个电子空穴对从钙钛矿层向传输层界面移动。由于电子空穴对的结合能比较低，这个电子空穴对很容易解耦合形成独立的自由电子和空穴。电子通过电子传输层向阴极移动，空穴通过空穴传输层向阳极移动。所以，光生电流和电压都产生了，并且通过外部电路实现光电子转化的过程。

图2. 钙钛矿太阳能电池的工作原理

相关研究进展

研究1：TCO层测量

TCO层是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分，是钙钛矿太阳能电池生产工艺的第一步。为了增加太阳能电池的光电转化效率，TCO层必须在导电性能良好的情况下具有很高的透光率，低电阻，高热稳定性。

图3 a)玻璃上IZO薄膜的3D图，厚度约为6.8 nm; b) 同一个样品上的2D扫描结果;c)测试两个IZO薄膜样品，厚度分别为6.8 nm和 37.1 nm 。

研究2：ETL层测量

ETL 层是钙钛矿太阳能电池的关键层之一。ETL层在整个电池结构中具有重要作用：1)收集电子并传输到阴极;2)可以传输电子但是阻隔空穴以降低电子空穴复合率;3)在正式“n-i-p”构型中，钙钛矿层是生在在ETL层上的，所以ETL层的平整度和平滑度直接影响了钙钛矿层的质量;4)在反式“p-i-n”构型中，ETL层则也可以作为钙钛矿层的保护层用于隔绝水样增加寿命。所以，监控ETL层的厚度以及均匀性也十分必要。

图4 a)玻璃上SnO2薄膜的3D图，厚度约为6.8 nm; b) 同一个样品上的2D扫描结果;c)测试三个SnO2薄膜样品，厚度分别为10.2 nm, 14.3 nm和 19.6 nm。

研究3： 金属电极层测量

金属电极层是钙钛矿太阳能电池的顶层。由于这一层在封装之前直接暴露于环境，所以制备金属电极的材料要求稳定，致密并具有延展性。通常用于制作金属电极的材料包括金，铝和银等等。为了控制成本，金属电极层工艺厚度以及均匀性的控制也是非常重要的。

图5 a)玻璃上金属铝薄膜的3D图，厚度约为15 nm; b) 同一个样品上的2D扫描结果;c)测试四个金属薄膜样品，厚度分布从15 nm至71.1 nm。

结果总结

钙钛矿太阳能电池是太阳能产业的一个重要主题。对于产业要求的超薄膜厚度及均匀性的工艺测量，KLA Instruments的Tencor系列台阶仪以其在纳米薄膜测量方面的超高精准度和卓越稳定性，向行业给出了一个优秀的解决方案。