透明導(dǎo)電，光明未來：探索TCO玻璃的技術(shù)突破與應(yīng)用前景
核心提示：TCO玻璃即透明導(dǎo)電氧化物鍍膜（Transparent Conductive Oxides, TCO）玻璃，是 在平板玻璃表面通過物理或者化學(xué)鍍膜的方法均勻地
TCO玻璃即透明導(dǎo)電氧化物鍍膜（Transparent Conductive Oxides, TCO）玻璃，是 在平板玻璃表面通過物理或者化學(xué)鍍膜的方法均勻地鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄 膜。廣義TCO玻璃包括不同組成成分（即鍍有不同TCO靶材）的平板玻璃，下游廣 泛應(yīng)用于平板顯示器、太陽能電池和建筑節(jié)能等領(lǐng)域，而本文的TCO玻璃（狹義的 TCO玻璃）專指薄膜太陽能電池用TCO鍍膜玻璃。 TCO鍍膜導(dǎo)電玻璃主要應(yīng)用于第二代光伏電池中的碲化鎘薄膜電池和第三代光伏電 池中的鈣鈦礦電池，由于非晶硅薄膜太陽能電池的半導(dǎo)體層幾乎沒有橫向?qū)щ娦阅埽?必須使用TCO玻璃作為前電極來有效地收集電池電流，所以TCO玻璃成為薄膜太陽 能電池不可或缺的組成部分。
從晶硅到薄膜電池，光伏玻璃重要性顯著提升，成本占比上升至1/3。晶硅太陽能電 池中，晶硅可以直接充當(dāng)襯底基板，大部分情況下晶硅光伏玻璃僅作為封裝材料， 除了對其可見光透過率和外觀、尺寸有要求外，并無其它特別要求，按23年4月最新 報(bào)價(jià)，182單玻/雙玻組件中玻璃成本約占8%/11%。而在薄膜太陽能電池中，TCO鍍 膜玻璃（屬于薄膜光伏玻璃）直接充當(dāng)電池組件的襯底基板，直接影響電池發(fā)電性 能，對其平整度、透光率、導(dǎo)電性及鍍膜工藝等要求也較高，其成本一般占薄膜太陽 能電池組件成本的33%左右，是薄膜太陽能電池的核心部件。以協(xié)鑫光電100MW級 別鈣鈦礦組件的量產(chǎn)成本構(gòu)成為例，玻璃及其他封裝材料占比達(dá)到34%，成為成本 占比最大部分。
薄膜太陽能電池對TCO玻璃有哪些要求？
TCO玻璃是薄膜電池的前電極，也是電池的支撐材料和窗口材料，主要用于碲化鎘（CdTe）電池和鈣鈦礦電池。在功能上，TCO玻璃一是為電池的多層膜材料結(jié)構(gòu)提供物理上的機(jī)械支撐；二是讓太陽光透過，并被光伏材料吸收轉(zhuǎn)換為電能；三是作為電極材料成為光伏器件的基本組成單元。對TCO的性能要求，主要有以下幾方面：
1.光伏透射比。即在太陽能電池光譜響應(yīng)范圍內(nèi)的太陽光透射比，對薄膜電池來說，一般是指300~1000nm波段，這一點(diǎn)跟普通建筑玻璃有所不同，一般建筑玻璃關(guān)心的是可見光波段，即380~780nm，兩者在測試方法和適用標(biāo)準(zhǔn)上都不相同。TCO玻璃應(yīng)讓盡可能多的太陽光透過，一般要求光伏透射比至少在82%以上。
2.電導(dǎo)率。一般用方塊電阻來表示。方塊電阻越低，表示導(dǎo)電性越強(qiáng)，意味著電阻損失越小，因此電池要求電阻盡可能小。一般TCO玻璃要求方塊電阻要小于12Ω/□。
3.霧度。表示薄膜散射光線的能力。以CdTe電池為例，為避免光學(xué)損失，要求TCO霧度低于2%，即要求TCO薄膜表面平整度要非常高，粗糙度要低。
4.激光刻蝕性能。為了克服薄膜材料的不均勻性問題，減少橫向電流損失，薄膜太陽能電池會將大面積薄膜用激光刻畫成若干電池條，單個(gè)電池條寬度一般小于10mm，通過內(nèi)部電路連接制成大面積光伏組件。要求TCO膜層的激光刻蝕性能好，不得有薄膜刻不斷，或刻傷玻璃本體等缺陷。
5.高溫穩(wěn)定性。CdTe電池制作過程中，需要經(jīng)歷530°C以上高溫過程，因此要求TCO玻璃要有很好的高溫穩(wěn)定性。在加熱過程中，薄膜的化學(xué)成分、光伏透射比、方塊電阻都不能有明顯變化。為此，TCO玻璃在導(dǎo)電層跟玻璃基體之間設(shè)有阻擋層，防止玻璃基體中的鈉離子溢出，使導(dǎo)電層功能劣化。另外，在加熱時(shí)，玻璃不得產(chǎn)生明顯機(jī)械變形，否則會影響光伏吸收層鍍膜的均勻性，及激光刻線的穩(wěn)定性。
6.大面積均勻性。光伏透射比和方塊電阻的均勻性是保障電池輸出電壓、電流平衡穩(wěn)定的基本要求，從而保證大面積組件高的轉(zhuǎn)換效率。建筑光伏一體化（BIPV）是薄膜太陽能電池的重要應(yīng)用場合，對顏色均勻性提出更高要求，不得有干涉條紋、膜層云朵等缺陷。
7.低成本。光伏產(chǎn)品最終的競爭力評價(jià)以單位發(fā)電量的綜合成本來衡量，比如現(xiàn)在晶硅電池組件售價(jià)在2元/瓦左右，薄膜電池要跟晶硅電池形成競爭，成本必須不高于晶硅電池。而TCO玻璃是薄膜電池原材料成本中最高的部分，因此必須降低TCO玻璃的制造成本。
經(jīng)過多年技術(shù)發(fā)展，氟摻雜氧化錫薄膜（F- doped Tin Oxide）成為符合以上各方面條件、性價(jià)比最優(yōu)的選擇，其化學(xué)式為SnO?:F，簡稱FTO。因此現(xiàn)在薄膜太陽能電池領(lǐng)域一般講的TCO玻璃實(shí)際上就是指FTO玻璃。目前TCO玻璃的性能瓶頸，也就是技術(shù)難點(diǎn)主要表現(xiàn)在：TCO表面織構(gòu)的調(diào)控；電荷輸運(yùn)特性與電池器件能帶結(jié)構(gòu)的適配性；大面積鍍膜的均勻性。
TCO玻璃的制備技術(shù)
常見的薄膜沉積技術(shù)，如化學(xué)氣相沉積、磁控濺射、溶膠凝膠、真空蒸發(fā)、分子束外延等常，都可用于制備SnO?薄膜，能滿足薄膜太陽能電池用TCO玻璃的需求。其中常壓化學(xué)氣相沉積（APCVD）無需真空環(huán)境，設(shè)備簡單，可以與浮法玻璃工藝兼容，具有生產(chǎn)效率高、能耗低、生產(chǎn)成本低、耐候性好等優(yōu)勢，成為生產(chǎn)TCO透明導(dǎo)電玻璃的主流方法。
從TCO玻璃的技術(shù)層次和市場規(guī)模上看，NSG在世界范圍內(nèi)仍具有一定壟斷地位，不過國內(nèi)的中國玻璃控股有限公司、艾杰旭特種玻璃（大連）有限公司（AGC旭硝子）、金晶（集團(tuán)）有限公司等企業(yè)也都具備生產(chǎn)TCO玻璃的能力，市場規(guī)模主要是受下游薄膜電池產(chǎn)業(yè)的影響未能擴(kuò)大，但在技術(shù)水平上跟NSG并沒有明顯差距。
跟其他技術(shù)來源不同，中國玻璃控股有限公司的技術(shù)完全是自主開發(fā)成功的。公司長期穩(wěn)定從事浮法在線鍍膜玻璃的研發(fā)工作與生產(chǎn)應(yīng)用，針對世界三大浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)之一的中國“洛陽浮法”工藝特點(diǎn)，原創(chuàng)性地提出在退火窯內(nèi)制備氧化物功能薄膜的技術(shù)路線，歷經(jīng)十余年攻關(guān)，一舉解決錫槽內(nèi)制備鍍膜玻璃干擾成形工藝、現(xiàn)有生產(chǎn)線技改難度大、投資高、受國外專利限制等問題，打破國際上對浮法退火窯不適合作為鍍膜工藝區(qū)間的論斷，形成了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了中國特色功能鍍膜玻璃產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和關(guān)鍵裝備的重大突破，開發(fā)出在線低輻射鍍膜玻璃（在線Low-E）、TCO玻璃等系列產(chǎn)品，相關(guān)成果獲得2020年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。其主要技術(shù)特色如下：
1.通過強(qiáng)化薄流層氣相反應(yīng)過程的爆發(fā)性形核，實(shí)現(xiàn)SnO?基微納結(jié)構(gòu)氧化物功能薄膜的高效制備，薄膜沉積速率高，可調(diào)節(jié)范圍寬，與浮法生產(chǎn)線兼容匹配能力強(qiáng)，適應(yīng)薄板TCO玻璃的生產(chǎn)需求。
2.利用浮法在線原位摻雜和多層復(fù)合調(diào)控技術(shù)，解決了膜層干涉著色的技術(shù)難題，TCO膜層顏色均勻性、一致性好，有利于發(fā)揮薄膜太陽能電池色澤柔和、美觀大方的特點(diǎn)，適合BIPV應(yīng)用。
3.TCO的阻擋層在錫槽內(nèi)沉積，導(dǎo)電功能層在退火窯A0區(qū)沉積，并設(shè)有成套的鍍膜環(huán)境調(diào)節(jié)保障措施，利用錫槽和退火窯的氣氛環(huán)境，分區(qū)鍍膜，工藝過程穩(wěn)定易控。
4.鍍膜裝備為線性多進(jìn)多排結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計(jì)、組裝，鍍膜效率高，操作維護(hù)方便，對生產(chǎn)線影響小，建設(shè)成本低。
5.配有獨(dú)特的鍍膜主原料冷凝回收與廢氣處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保綠色生產(chǎn)，通過回收再生，主原料利綜合利用率達(dá)80%以上，生產(chǎn)運(yùn)行成本低。
6.鍍膜參數(shù)自動控制，TCO薄膜光學(xué)參數(shù)熱端、冷端實(shí)時(shí)檢測，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自洽，充分利用最新智能生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)過程穩(wěn)定可靠，鍍膜率高、周期穩(wěn)定。
需求應(yīng)用
目前，薄膜電池主要的應(yīng)用領(lǐng)域有碲化鎘、BIPV、鈣鈦礦及異質(zhì)結(jié)。目前，BIPV及鈣鈦礦是主要的增量。碲化鎘薄膜主要是FISRT SOLAR在生產(chǎn)，國內(nèi)除了龍焱和中建材外，生產(chǎn)廠家較少。
1.鈣鈦礦
鈣鈦礦電池是一類使用具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的ABX3型鹵化物材料作為吸收層的太陽電池的總成。
鈣鈦礦電池主要包括：（1）透明電極（TCO），接收從電池中傳輸?shù)碾娮踊蛘呖昭?；?）電子傳輸層（ETL），完成電子傳輸?shù)耐瑫r(shí)，阻隔空穴向陰極傳輸；（3）光吸收層，吸收光子生成載流子；（4）空穴傳輸層（HTL），完成空穴的傳輸同時(shí)阻止電子向陽極傳輸；（5）金屬電極，用于接收電子或空穴的電極結(jié)構(gòu)。
國內(nèi)廠商在該領(lǐng)域做積極的產(chǎn)業(yè)化嘗試，現(xiàn)已規(guī)劃多條GW級產(chǎn)能。鈣鈦礦電池技術(shù)路線潛力大，國內(nèi)廠商積極尋求產(chǎn)業(yè)化突破。當(dāng)前鈣鈦礦在產(chǎn)產(chǎn)能約390MW，多為小、中試線，協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能等多家企業(yè)均規(guī)劃了GW級產(chǎn)能建設(shè)，遠(yuǎn)期規(guī)劃總和近25GW。
單位用量方面，昆山協(xié)鑫光電2023年4月17日宣布2m*1m大面積、大尺寸商用鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)16.2%，2023年效率目標(biāo)為18%，考慮鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)當(dāng)前仍處在穩(wěn)定性、量產(chǎn)效率技術(shù)攻關(guān)階段，中性假設(shè)2023、2025年全行業(yè)量產(chǎn)平均效率水平為13.0%、17.0%，對應(yīng)TCO玻璃單位用量分別為769、588萬平/GW，TCO玻璃在鈣鈦礦成本占比35-40%，目前市場單價(jià)55-70元/㎡，對應(yīng)單GW產(chǎn)值3.5億以上。
另外，鈣鈦礦前板需要TCO玻璃，背板為普通玻璃，生產(chǎn)1GW的鈣鈦礦電池，需要約711萬平米FTO玻璃。國內(nèi)供貨商僅有大連艾潔旭和金晶。價(jià)格方面，3.2mmFTO玻璃，艾潔旭2022價(jià)格75，金晶報(bào)價(jià)60左右，利潤率大于50%。
2.碲化鎘
海外龍頭First Solar大幅擴(kuò)產(chǎn)，國內(nèi)中建材系等廠商加速布局產(chǎn)能。
（1）海外，美國光伏裝機(jī)需求增長、IRA稅收抵免政策刺激下，美國碲化鎘龍頭First Solar大幅擴(kuò)產(chǎn)，據(jù)FS2022年年報(bào)，2022年公司名義產(chǎn)能達(dá)9.8GW，組件產(chǎn)量9.1GW，規(guī)劃2023-2025年末名義薄膜電池產(chǎn)能分別達(dá)到16.0/20.1/20.6GW，當(dāng)前擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃主要針對印度、美國市場。據(jù)FS2023年度一季報(bào)，公司產(chǎn)品供不應(yīng)求，未交付預(yù)定量已達(dá)到71.6GW，4月底訂單已排至2026-2027年交付。另一家美國碲化鎘電池廠商Toledo Solar當(dāng)前年產(chǎn)能為100MW，2022年9月宣布擴(kuò)充產(chǎn)能計(jì)劃，2027年產(chǎn)能將達(dá)2.8GW。
（2）國內(nèi)，在BIPV應(yīng)用前景預(yù)期下，國內(nèi)碲化鎘廠商加速產(chǎn)能布局。中建材及其旗下凱盛集團(tuán)現(xiàn)已運(yùn)行700MW產(chǎn)能，當(dāng)前在全國多地規(guī)劃產(chǎn)能3.8GW；龍焱能源、中山瑞科在產(chǎn)產(chǎn)能130、100MW，龍焱能源計(jì)劃到2024年產(chǎn)能提升至630MW，中山瑞科規(guī)劃未來產(chǎn)能達(dá)到1GW；光伏玻璃龍頭企業(yè)福萊特也于今年2月宣布計(jì)劃投資1GW碲化鎘產(chǎn)能。
據(jù)廣發(fā)投研預(yù)計(jì)，根據(jù)國內(nèi)外企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2025年海外企業(yè)碲化鎘電池產(chǎn)量達(dá)20.5GW，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量2.8GW。
碲化鎘單位需求量，F(xiàn)irst Solar最新Series7產(chǎn)品效率最高達(dá)19.3%，廣發(fā)證券做中性假設(shè)2022年全行業(yè)平均效率水平為18.0%，2025年達(dá)19.5%，對應(yīng)TCO玻璃單位用量分別為556、513萬平/GW。
文章來源： 中國建材報(bào)，未來智庫，建筑玻璃與工業(yè)玻
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551376.html
來源：賢集網(wǎng)
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從晶硅到薄膜電池，光伏玻璃重要性顯著提升，成本占比上升至1/3。晶硅太陽能電 池中，晶硅可以直接充當(dāng)襯底基板，大部分情況下晶硅光伏玻璃僅作為封裝材料， 除了對其可見光透過率和外觀、尺寸有要求外，并無其它特別要求，按23年4月最新 報(bào)價(jià)，182單玻/雙玻組件中玻璃成本約占8%/11%。而在薄膜太陽能電池中，TCO鍍 膜玻璃（屬于薄膜光伏玻璃）直接充當(dāng)電池組件的襯底基板，直接影響電池發(fā)電性 能，對其平整度、透光率、導(dǎo)電性及鍍膜工藝等要求也較高，其成本一般占薄膜太陽 能電池組件成本的33%左右，是薄膜太陽能電池的核心部件。以協(xié)鑫光電100MW級 別鈣鈦礦組件的量產(chǎn)成本構(gòu)成為例，玻璃及其他封裝材料占比達(dá)到34%，成為成本 占比最大部分。
薄膜太陽能電池對TCO玻璃有哪些要求？
TCO玻璃是薄膜電池的前電極，也是電池的支撐材料和窗口材料，主要用于碲化鎘（CdTe）電池和鈣鈦礦電池。在功能上，TCO玻璃一是為電池的多層膜材料結(jié)構(gòu)提供物理上的機(jī)械支撐；二是讓太陽光透過，并被光伏材料吸收轉(zhuǎn)換為電能；三是作為電極材料成為光伏器件的基本組成單元。對TCO的性能要求，主要有以下幾方面：
1.光伏透射比。即在太陽能電池光譜響應(yīng)范圍內(nèi)的太陽光透射比，對薄膜電池來說，一般是指300~1000nm波段，這一點(diǎn)跟普通建筑玻璃有所不同，一般建筑玻璃關(guān)心的是可見光波段，即380~780nm，兩者在測試方法和適用標(biāo)準(zhǔn)上都不相同。TCO玻璃應(yīng)讓盡可能多的太陽光透過，一般要求光伏透射比至少在82%以上。
2.電導(dǎo)率。一般用方塊電阻來表示。方塊電阻越低，表示導(dǎo)電性越強(qiáng)，意味著電阻損失越小，因此電池要求電阻盡可能小。一般TCO玻璃要求方塊電阻要小于12Ω/□。
3.霧度。表示薄膜散射光線的能力。以CdTe電池為例，為避免光學(xué)損失，要求TCO霧度低于2%，即要求TCO薄膜表面平整度要非常高，粗糙度要低。
4.激光刻蝕性能。為了克服薄膜材料的不均勻性問題，減少橫向電流損失，薄膜太陽能電池會將大面積薄膜用激光刻畫成若干電池條，單個(gè)電池條寬度一般小于10mm，通過內(nèi)部電路連接制成大面積光伏組件。要求TCO膜層的激光刻蝕性能好，不得有薄膜刻不斷，或刻傷玻璃本體等缺陷。
5.高溫穩(wěn)定性。CdTe電池制作過程中，需要經(jīng)歷530°C以上高溫過程，因此要求TCO玻璃要有很好的高溫穩(wěn)定性。在加熱過程中，薄膜的化學(xué)成分、光伏透射比、方塊電阻都不能有明顯變化。為此，TCO玻璃在導(dǎo)電層跟玻璃基體之間設(shè)有阻擋層，防止玻璃基體中的鈉離子溢出，使導(dǎo)電層功能劣化。另外，在加熱時(shí)，玻璃不得產(chǎn)生明顯機(jī)械變形，否則會影響光伏吸收層鍍膜的均勻性，及激光刻線的穩(wěn)定性。
6.大面積均勻性。光伏透射比和方塊電阻的均勻性是保障電池輸出電壓、電流平衡穩(wěn)定的基本要求，從而保證大面積組件高的轉(zhuǎn)換效率。建筑光伏一體化（BIPV）是薄膜太陽能電池的重要應(yīng)用場合，對顏色均勻性提出更高要求，不得有干涉條紋、膜層云朵等缺陷。
7.低成本。光伏產(chǎn)品最終的競爭力評價(jià)以單位發(fā)電量的綜合成本來衡量，比如現(xiàn)在晶硅電池組件售價(jià)在2元/瓦左右，薄膜電池要跟晶硅電池形成競爭，成本必須不高于晶硅電池。而TCO玻璃是薄膜電池原材料成本中最高的部分，因此必須降低TCO玻璃的制造成本。
經(jīng)過多年技術(shù)發(fā)展，氟摻雜氧化錫薄膜（F- doped Tin Oxide）成為符合以上各方面條件、性價(jià)比最優(yōu)的選擇，其化學(xué)式為SnO?:F，簡稱FTO。因此現(xiàn)在薄膜太陽能電池領(lǐng)域一般講的TCO玻璃實(shí)際上就是指FTO玻璃。目前TCO玻璃的性能瓶頸，也就是技術(shù)難點(diǎn)主要表現(xiàn)在：TCO表面織構(gòu)的調(diào)控；電荷輸運(yùn)特性與電池器件能帶結(jié)構(gòu)的適配性；大面積鍍膜的均勻性。
TCO玻璃的制備技術(shù)
常見的薄膜沉積技術(shù)，如化學(xué)氣相沉積、磁控濺射、溶膠凝膠、真空蒸發(fā)、分子束外延等常，都可用于制備SnO?薄膜，能滿足薄膜太陽能電池用TCO玻璃的需求。其中常壓化學(xué)氣相沉積（APCVD）無需真空環(huán)境，設(shè)備簡單，可以與浮法玻璃工藝兼容，具有生產(chǎn)效率高、能耗低、生產(chǎn)成本低、耐候性好等優(yōu)勢，成為生產(chǎn)TCO透明導(dǎo)電玻璃的主流方法。
從TCO玻璃的技術(shù)層次和市場規(guī)模上看，NSG在世界范圍內(nèi)仍具有一定壟斷地位，不過國內(nèi)的中國玻璃控股有限公司、艾杰旭特種玻璃（大連）有限公司（AGC旭硝子）、金晶（集團(tuán)）有限公司等企業(yè)也都具備生產(chǎn)TCO玻璃的能力，市場規(guī)模主要是受下游薄膜電池產(chǎn)業(yè)的影響未能擴(kuò)大，但在技術(shù)水平上跟NSG并沒有明顯差距。
跟其他技術(shù)來源不同，中國玻璃控股有限公司的技術(shù)完全是自主開發(fā)成功的。公司長期穩(wěn)定從事浮法在線鍍膜玻璃的研發(fā)工作與生產(chǎn)應(yīng)用，針對世界三大浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)之一的中國“洛陽浮法”工藝特點(diǎn)，原創(chuàng)性地提出在退火窯內(nèi)制備氧化物功能薄膜的技術(shù)路線，歷經(jīng)十余年攻關(guān)，一舉解決錫槽內(nèi)制備鍍膜玻璃干擾成形工藝、現(xiàn)有生產(chǎn)線技改難度大、投資高、受國外專利限制等問題，打破國際上對浮法退火窯不適合作為鍍膜工藝區(qū)間的論斷，形成了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了中國特色功能鍍膜玻璃產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和關(guān)鍵裝備的重大突破，開發(fā)出在線低輻射鍍膜玻璃（在線Low-E）、TCO玻璃等系列產(chǎn)品，相關(guān)成果獲得2020年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。其主要技術(shù)特色如下：
1.通過強(qiáng)化薄流層氣相反應(yīng)過程的爆發(fā)性形核，實(shí)現(xiàn)SnO?基微納結(jié)構(gòu)氧化物功能薄膜的高效制備，薄膜沉積速率高，可調(diào)節(jié)范圍寬，與浮法生產(chǎn)線兼容匹配能力強(qiáng)，適應(yīng)薄板TCO玻璃的生產(chǎn)需求。
2.利用浮法在線原位摻雜和多層復(fù)合調(diào)控技術(shù)，解決了膜層干涉著色的技術(shù)難題，TCO膜層顏色均勻性、一致性好，有利于發(fā)揮薄膜太陽能電池色澤柔和、美觀大方的特點(diǎn)，適合BIPV應(yīng)用。
3.TCO的阻擋層在錫槽內(nèi)沉積，導(dǎo)電功能層在退火窯A0區(qū)沉積，并設(shè)有成套的鍍膜環(huán)境調(diào)節(jié)保障措施，利用錫槽和退火窯的氣氛環(huán)境，分區(qū)鍍膜，工藝過程穩(wěn)定易控。
4.鍍膜裝備為線性多進(jìn)多排結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計(jì)、組裝，鍍膜效率高，操作維護(hù)方便，對生產(chǎn)線影響小，建設(shè)成本低。
5.配有獨(dú)特的鍍膜主原料冷凝回收與廢氣處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保綠色生產(chǎn)，通過回收再生，主原料利綜合利用率達(dá)80%以上，生產(chǎn)運(yùn)行成本低。
6.鍍膜參數(shù)自動控制，TCO薄膜光學(xué)參數(shù)熱端、冷端實(shí)時(shí)檢測，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自洽，充分利用最新智能生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)過程穩(wěn)定可靠，鍍膜率高、周期穩(wěn)定。
需求應(yīng)用
目前，薄膜電池主要的應(yīng)用領(lǐng)域有碲化鎘、BIPV、鈣鈦礦及異質(zhì)結(jié)。目前，BIPV及鈣鈦礦是主要的增量。碲化鎘薄膜主要是FISRT SOLAR在生產(chǎn)，國內(nèi)除了龍焱和中建材外，生產(chǎn)廠家較少。
1.鈣鈦礦
鈣鈦礦電池是一類使用具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的ABX3型鹵化物材料作為吸收層的太陽電池的總成。
鈣鈦礦電池主要包括：（1）透明電極（TCO），接收從電池中傳輸?shù)碾娮踊蛘呖昭?；?）電子傳輸層（ETL），完成電子傳輸?shù)耐瑫r(shí)，阻隔空穴向陰極傳輸；（3）光吸收層，吸收光子生成載流子；（4）空穴傳輸層（HTL），完成空穴的傳輸同時(shí)阻止電子向陽極傳輸；（5）金屬電極，用于接收電子或空穴的電極結(jié)構(gòu)。
國內(nèi)廠商在該領(lǐng)域做積極的產(chǎn)業(yè)化嘗試，現(xiàn)已規(guī)劃多條GW級產(chǎn)能。鈣鈦礦電池技術(shù)路線潛力大，國內(nèi)廠商積極尋求產(chǎn)業(yè)化突破。當(dāng)前鈣鈦礦在產(chǎn)產(chǎn)能約390MW，多為小、中試線，協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能等多家企業(yè)均規(guī)劃了GW級產(chǎn)能建設(shè)，遠(yuǎn)期規(guī)劃總和近25GW。
單位用量方面，昆山協(xié)鑫光電2023年4月17日宣布2m*1m大面積、大尺寸商用鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)16.2%，2023年效率目標(biāo)為18%，考慮鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)當(dāng)前仍處在穩(wěn)定性、量產(chǎn)效率技術(shù)攻關(guān)階段，中性假設(shè)2023、2025年全行業(yè)量產(chǎn)平均效率水平為13.0%、17.0%，對應(yīng)TCO玻璃單位用量分別為769、588萬平/GW，TCO玻璃在鈣鈦礦成本占比35-40%，目前市場單價(jià)55-70元/㎡，對應(yīng)單GW產(chǎn)值3.5億以上。
另外，鈣鈦礦前板需要TCO玻璃，背板為普通玻璃，生產(chǎn)1GW的鈣鈦礦電池，需要約711萬平米FTO玻璃。國內(nèi)供貨商僅有大連艾潔旭和金晶。價(jià)格方面，3.2mmFTO玻璃，艾潔旭2022價(jià)格75，金晶報(bào)價(jià)60左右，利潤率大于50%。
2.碲化鎘
海外龍頭First Solar大幅擴(kuò)產(chǎn)，國內(nèi)中建材系等廠商加速布局產(chǎn)能。
（1）海外，美國光伏裝機(jī)需求增長、IRA稅收抵免政策刺激下，美國碲化鎘龍頭First Solar大幅擴(kuò)產(chǎn)，據(jù)FS2022年年報(bào)，2022年公司名義產(chǎn)能達(dá)9.8GW，組件產(chǎn)量9.1GW，規(guī)劃2023-2025年末名義薄膜電池產(chǎn)能分別達(dá)到16.0/20.1/20.6GW，當(dāng)前擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃主要針對印度、美國市場。據(jù)FS2023年度一季報(bào)，公司產(chǎn)品供不應(yīng)求，未交付預(yù)定量已達(dá)到71.6GW，4月底訂單已排至2026-2027年交付。另一家美國碲化鎘電池廠商Toledo Solar當(dāng)前年產(chǎn)能為100MW，2022年9月宣布擴(kuò)充產(chǎn)能計(jì)劃，2027年產(chǎn)能將達(dá)2.8GW。
（2）國內(nèi)，在BIPV應(yīng)用前景預(yù)期下，國內(nèi)碲化鎘廠商加速產(chǎn)能布局。中建材及其旗下凱盛集團(tuán)現(xiàn)已運(yùn)行700MW產(chǎn)能，當(dāng)前在全國多地規(guī)劃產(chǎn)能3.8GW；龍焱能源、中山瑞科在產(chǎn)產(chǎn)能130、100MW，龍焱能源計(jì)劃到2024年產(chǎn)能提升至630MW，中山瑞科規(guī)劃未來產(chǎn)能達(dá)到1GW；光伏玻璃龍頭企業(yè)福萊特也于今年2月宣布計(jì)劃投資1GW碲化鎘產(chǎn)能。
據(jù)廣發(fā)投研預(yù)計(jì)，根據(jù)國內(nèi)外企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2025年海外企業(yè)碲化鎘電池產(chǎn)量達(dá)20.5GW，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量2.8GW。
碲化鎘單位需求量，F(xiàn)irst Solar最新Series7產(chǎn)品效率最高達(dá)19.3%，廣發(fā)證券做中性假設(shè)2022年全行業(yè)平均效率水平為18.0%，2025年達(dá)19.5%，對應(yīng)TCO玻璃單位用量分別為556、513萬平/GW。
文章來源： 中國建材報(bào)，未來智庫，建筑玻璃與工業(yè)玻
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551376.html
來源：賢集網(wǎng)
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