TCO玻璃的基本知识

3/5TCO〔Transparentconductingoxide〕玻璃，即透亮导电氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃外表通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透亮的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。TCO玻璃应用在透亮导电电极、高温电子器件等领域，如太阳能电池、液晶显示器、光探测器、窗口涂层等。平板显示器中，现在ITO类型的导电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。以了。薄膜太阳能电池是在玻璃外表的导电薄膜上镀制p-i-n半导体膜，再镀制背电极。与光伏电池的性能要求相匹配的三种TCO玻璃：ITO镀膜玻璃。一种格外成熟的产品，具有透过率高，膜层结实，导电性好等特点，初期曾应用于光伏电池的前电极。但随着光吸取性能要求的提高，TCO玻璃必需具备提高光散射的力量，而ITO镀膜很难做到这一点，并且激光刻蚀性能也较差。铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格较高ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃。SnO2镀膜也简称FTOLow-EITO相对较低，激光刻蚀简洁，光学性能适宜等优点。通过对一般Low-E的生产技术进展升级改进，制造出了导电性比一般Low-E好，并且带有雾度的产品。利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品。氧化锌基薄膜的争论进展快速，材料性能已可与ITO相比较，构造为六方纤锌矿型。其中铝掺杂的氧化锌薄膜争论较为广泛，它的突出优势是原料易得，制造本钱低廉，无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中TCO光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求：1.光谱透过率为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜玻璃肯定要保持相对较高的透过率。目前，产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池，并且已经开头向非晶/微晶复合电池转化。因此，非晶/微晶复合叠层能够吸取利用更多的太阳光，提高转换效率，马上成为薄膜电池的主流产品。导电性能TCO导电薄膜的导电原理是在原本导电力量很弱的本征半导体中掺入微量的其他元素，使半导体的导电性能发生显著变化。这些微量元素被称为杂质，掺杂后的半导体称为杂质半导体。氧化铟锡〔ITO〕透亮导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中10-5Ωcm量级。雾度为了增加薄膜电池半导体层吸取光的力量，光伏用TCO玻璃需要提高对透射光的散射力量，这一力量用雾度〔Haze〕来表示。雾度即为透亮或半透亮材料的内部或外表由于光漫射造成的云雾状或混浊的外观。以漫射的光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示。一般状况下，一般镀膜玻璃要求膜层外表越光滑越好，雾度越小越好，但光伏用TCO玻璃则要求有肯定向前散射，所以在光伏行业要求供给粒径是100-500nm的颗粒来到达要求的雾度水平。目前，雾度掌握比较好的商业化TCO玻璃是AFG的PV-TCO11%～15%曲线。激光刻蚀性能TCO玻璃在镀半导体膜之前，必需要对外表的导电膜进展刻划，被刻蚀掉的局部必需完全除去氧化物导电膜层，以保持绝缘。刻蚀方法目前有化学刻蚀和激光刻蚀两种，但由于刻蚀的线条要求很细，一般为几十微米的宽度，而激光刻蚀具有沟槽均匀，剔除干净，生产效率快的特点。耐候性与耐久性TCO镀膜一般都使用“硬膜”镀制工艺，膜层具有良好的耐磨性、耐酸碱性。光伏电池在安装上以后，好的耐久性，目前，行业内通用的保质期是二十年以上。因此，TCO玻璃的保质期也必需到达二十年以上。TCO玻璃应用前景TCO玻璃共享薄膜太阳能电池行业高成长TCO玻璃是指在平板玻璃外表通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透亮的导电氧化物薄膜〔TransparentConductiveOxide〕而形成的组件。对于薄膜太阳能电池来TCOTCO薄膜具有高透和减反射的功能让大局部光进入吸取层。展前景宽阔：转换效率和生产本钱改善空间巨大，生产工序相对简洁、生产能耗少，应用范围广泛；美国的薄膜产商FirstSolar进展格外快速，后来者居上，已成为世界第一大太阳能电池企业；依据NanoMarkets推测，09-151658％；而依据国内目前各厂商的扩产打算，国内薄膜太阳能电池企业的扩产大幅扩产将将拉动TCO玻璃需求高增长。TCO玻璃的生产工艺TCO玻璃工艺主要分为超白浮法玻璃生产、TCO镀膜。超白浮法玻璃生产工艺难度较高，目前世界上主要供给商有日本旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等，国内供给厂家有限，目前仅金晶科技、南玻、信义能够供货。TCOFTO玻璃为主，AZO玻璃将成为将来进展趋势，主要承受化学气相沉积法〔FTO玻璃〕和磁控溅射法〔AZO玻璃。太阳能TCOTCO子、旭硝子、AFG、PPG等；我国近年来虽然有多家争论机构和公司申请了TCO镀膜的制造专利，但仍未真正实现产业化，并且镀膜设备仍受国外生产商掌握。当前国内生产企业寥寥无几，已投产的仅有中国科技、南玻和信义，将来中航三鑫等企业将进军TCO玻璃行业。我们看好TCO玻璃的进展空间。产品介绍TCO玻璃是指在平板玻璃外表通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透亮的导电氧化物薄膜〔TransparentConductiveOxideTCO薄膜〕而形成的组件。透亮导电氧化物薄膜主要包括In、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。TCO〔Tavg>8％R<103Ω·。TCO玻璃因其透亮、导电的优异性能而应用广泛，可以应用在太阳能薄膜电池、显示器、热反射镜、透亮外表发热器、柔性发光器件及雷达屏蔽保护等领域。共享薄膜太阳能电池行业高成长TCO在薄膜太阳能电池中的应用太阳能电池〔光伏电池〕主要分为晶体硅电池和薄膜电池，当前晶体8020％。薄膜太阳能电池〔thin-filmpv〕是将半导体薄膜沉积在载体上形成的电池，在光照条件下，半导体薄膜可以利用光升伏打效应将光能转化为电能，并通过前电极与背电极将电能输出。TCO玻璃作为薄膜太阳能电池前电极，是其必不行少的一局部，对于薄膜太阳能电池来说，由于中间TCOTCO薄膜具有减反射的功能让大局部光进入吸取层；薄膜电池对TCO玻璃的光谱透过率、导电性能、雾度等性能都有要求。薄膜太阳能电池有其独特的优势：间主要包含两个方面：一是转换效率；二是生产本钱。转换效率从产业化转换效率来看，晶硅电池一般为14-19％，而薄膜电池的转换效率为5-10％左右；而从试验室转化率记录看，薄膜电池的最高记录已经接近多晶硅电池，将近20％，与目前仅10％上下的转化率相比，将来的薄膜电池还有翻番的提升空间。生产本钱电池设备交钥匙工程的主要是AMAT、OerlikonULVAC，导致了设备本钱高企，25MW非晶硅薄膜电3亿元～425MW4000万元～5000万元，同容量薄膜电池生产线的价格是晶硅的6-10倍，随着技术的进步、规模化生产和设备厂商的增加，设备的价格下降空间巨大。原材料方面：薄膜电池的主要原材料包括TCO玻璃、EVA、靶材以及气体。目前TCO玻璃、靶材和硅TCOAFG垄断，溢价空间小，进货价格高；靶材目前的国内供给仍被国际大厂把持，德国贺利氏是全球最大的供给商；国内目前也没有企业生产硅烷，而主要国际大厂扩产有限，加之LCD等需求量居高不下，硅烷供给仍偏紧急，价格维持高位。随着这些原材料的推广，价格下调空间巨大。依据PHOTON的推测，将来薄膜电池的本钱将持续下降，且下降速度快于晶硅电池。大问题：主要原料多晶硅或单晶硅制造工序简单、制造能耗大、切片材料利用率低、污染环境，从而也导致再生资源、同时还带来环境污染，会使得其可再生的清洁能源打上折扣。而薄膜太阳能电池制造工序简洁、能耗少，能避开这个缺陷。以电耗为例，晶体硅由于使用的硅层较厚，而晶硅层从冶炼、提纯、到浇注、切片，工序较多，每个环节消耗的电能也都较多。而非晶硅电池由于薄膜层格外薄，仅为晶体硅的1/100而且工序简洁，故耗电量较低，非晶硅总体耗电与晶体硅存在数量级的差异。应用范围广泛薄膜太阳能电池应用广泛主要表达在以下几个方面：能在更广的环境下发电：薄膜太阳能电池弱光性好，适用的阳光强度范围广，受天气的影响小；承受的度高，功率不太简洁受度影响。多样的基板材料可运用在多种领域：晶硅电池必需加工成坚硬的板块状电池板，限制了它的很多用途；柔性薄膜电池适用于建筑屋顶等需要造型的局部。同时，应用于建筑中，TCO能很好地阻挡外部红外射线的进入和内部热能的散失，双层玻璃中间的PVBEVALOW-E玻璃的节能功能。效应；碲化镉存在的主要问题是镉化合物会引起环境污染，并且碲稀缺，铜铟镓硒良品率低，而且铟稀缺。TCO玻璃需求高速增长FirstSolar的例子我们以薄膜太阳能电池标杆企业--FirstSolar为例，可以看到薄膜太阳能电池企业进展之快速。FirstSolar1998年，2002年生产出第一块光伏电池产品，2006年底在美国纳斯达克上市。FirstSolar0465MV091100MV170倍，年复合增179173％，现在已经跃身成为全球最大的光伏厂商。200998FirstSolar200万千瓦的太阳能发电厂，这将是世界上最大的太阳能发电厂，可供300万户居民用电。该公司的薄膜太阳能电池单位制造本钱已经从04294美元/09084美元/瓦，10年1081美元/20098月的会议上，FirstSolar2014年其碲化镉〔CdTe〕薄膜太052-063125％。薄膜太阳能电池行业快速进展将拉动TCO玻璃需求高增长据行业分析公司NanoMarkets201526000MW，销售额将超过200亿美元，太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池，而2009年薄膜电池的产量仅为1644MW16倍的增长空间，09-1558％。Bestsolar，奥、源畅光电、强生光电、金太阳等主要薄膜电池生产商将在将来几年释放产能，一旦这些生产线投产，产量将实现快速增长。50Wp1m2TCO将将拉动TCO玻璃需求高增长。TCO玻璃的生产工艺TCO玻璃是指在玻璃外表镀一层透亮的导电薄膜形成的组件TCO玻璃的基片一般都使用超白浮法玻璃。超白浮法玻璃基片超白浮法玻璃又称低铁玻璃、五色玻璃、高透亮玻璃，是指由于三氧化二铁含量低，导致可见光透射率高的浮法玻璃。它于一般浮法玻璃不同，其断面不会呈绿色，具有极佳的透光性能，外观有着与无色水晶相像的视觉效果，给人以贵重高雅的感觉，适合各类建筑装饰、高档玻璃家具、高档轿车玻璃、高档贵重品展现的柜台橱窗等。又由于其高透光率，应用于薄膜太阳能电池。优异的特性适用于薄膜电池基片作为薄膜太阳能组件的太阳能玻璃必需具备以下特性：阳光透过率高、吸取率和反射率低，让光透过以便让其他组件吸取；对风压、积雪、冰雹、投掷石子等光下，性能无严峻恶化；热膨胀系数必需与构造材料相匹配，即膨胀系数要小。我们以金晶科技的32mm浮法超白玻璃为例〔薄膜电池玻璃常承受32m阳能电池的需求。除SiGe薄膜电池和CIGS可用金属做为基片之外，几乎其他全部的薄膜电池技术都承受超白玻璃作为电池芯片的基片材料。铁的含量掌握困难；二是在原料熔化过程中，产生的气泡难于消退。国内供给厂家有限目前世界上主要的超白玻璃供给商，有日本旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等。金晶、南玻A和以及最近推出超白浮法玻璃的信义和中航三鑫，国内其他的企业如耀皮、辽宁阜、邢台晶牛、南京圣韩等由于质量或市场缘由，目前已停产。TCO玻璃镀膜工艺太阳能TCO镀膜玻璃当前以FTO玻璃为主，AZO玻璃是将来的进展方向TCO薄膜主要包括In、Sn、Zn以及Cd的氧化物及其复合多元氧化物等。TCO薄膜依据材料的不同，主要包括ITO、FTO和AZO。ITO的导电性能在目前是最好的，最低电阻率达10-5Ωcm量级，但是ITO玻璃因In离子在薄膜太阳能电池制作的PEVCD工艺中会被H80In是稀有金属，价格昂贵，所以不太适用于薄膜太阳能电池前电极；FTO是带有雾度的产品，激光刻蚀简洁，光学性能适宜等优点，利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品；AZO目前争论进展快速，电阻率和光透性都优于FTO，且原料丰富，稳定性好，是将来的进展方向，但目前在制绒方面存在问题，并且长期稳定性问题，暴露在大气中它会吸附氧和水汽，目前工业化应用还不成熟。镀膜工艺主要承受APCVDTCO镀膜方法主要承受化学气相沉积法FTO玻璃和磁控溅射法〔AZO玻璃。需要从国外进口，生产本钱就相应较高。另外，由于磁控溅射法必需在肯定的真空条件下进展，因而在肯定程度上限制了透亮导电玻璃的有效制备面积。化学气相沉积法是利用气态〔蒸气〕先驱物，在高衬底外表或四周，进展原子或分子间的化学反响，形成一层固态沉积物的过程。这种方法生产的产品本钱相对较低，激光刻蚀简洁，光学性能适宜等优点。太阳能TCO玻璃供给有限，进展空间巨大国外的太阳能TCO玻璃生产概况当前全球太阳能TCO玻璃的生产主要掌握在少数企业中。AGC为例，A