TCO玻璃簡介

TCO玻璃即透明導(dǎo)電氧化物鍍膜（Transparent Conductive Oxides）玻璃，是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。TCO鍍膜導(dǎo)電玻璃主要應(yīng)用于第二代光伏電池碲化鎘薄膜電池及第三代光伏電池鈣鈦礦電池，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?，必須使用TCO玻璃作為前電級來有效地收集電池電流，所以TCO是鈣鈦礦電池不可或缺的組成部分。TCO玻璃作為鈣鈦礦電池的前電級、窗口材料和支撐材料，主要功能為：讓大部分太陽光進入吸收層，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換；利用其導(dǎo)電性作為前電極，收集電池電流；為電池多層膜材料結(jié)構(gòu)提供物理上的機械支撐。

TCO玻璃按照導(dǎo)電氧化物的不同主要分為ITO（氧化銦錫）、FTO（摻氟SnO2）、AZO（摻雜鋁ZnO）三種；按照鍍膜工藝與原片生產(chǎn)是否同步，可分為在線鍍膜和離線鍍膜工藝，在線鍍膜主要應(yīng)用CVD工藝（化學(xué)氣相沉積法），離線鍍膜主要應(yīng)用PVD工藝（磁控濺射法）。

在鈣鈦礦電池中的應(yīng)用

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，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)。

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16.2%，2023年效率目標為18%，考慮鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)當前仍處在穩(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。價格方面，3.2mmFTO玻璃，艾潔旭(耀皮玻璃2022年底收購艾潔旭大連)2022價格75，金晶報價60左右，利潤率大于50%。

 

 

供給

海外市場方面，國外市場來看，F(xiàn)irst Solar擴產(chǎn)下板硝子供應(yīng)存在不足，金晶科技有望填補缺口，供貨份額提升核心在于性能和成本。板硝子目前共有3條TCO玻璃產(chǎn)線（2條越南+1條美國），新建馬來西亞產(chǎn)線預(yù)計將于2024年3月投產(chǎn)，擴產(chǎn)速度不及First Solar，因此First Solar需要新供應(yīng)商來填補缺口。

金晶科技與First Solar長期合作配套研發(fā)，2018年雙方簽訂十年供貨協(xié)議，目前共有3條TCO玻璃產(chǎn)線（2條國內(nèi)+1條馬來西亞），計劃2023年于國內(nèi)新增1條TCO玻璃改造產(chǎn)線，可填補板硝子供應(yīng)缺口。目前金晶科技TCO玻璃性能與板硝子NSG TEC 7系以前產(chǎn)品接近，未來在性能上仍有較大的提升空間，供貨份額提升的核心在于產(chǎn)品性能的提升以及考慮海運費用下能否具備成本優(yōu)勢。

目前國內(nèi)市場TCO玻璃可供企業(yè)較少，主要以金晶科技和耀皮玻璃（2022年底收購艾潔旭大連）主，主要原因是：TCO玻璃認證難度大、周期長，需要下游客戶配套合作研發(fā)。據(jù)相關(guān)機構(gòu)調(diào)研反饋，無相關(guān)基礎(chǔ)的玻璃企業(yè)從研發(fā)到批量供貨需耗時2-3年；薄膜電池尚未放量，國內(nèi)旗濱集團及南玻A等企業(yè)在2010年前后均有TCO玻璃規(guī)劃，但當時主要下游碲化鎘企業(yè)國內(nèi)產(chǎn)能尚小，又缺少鈣鈦礦電池的增量加持，所以直至當前并未進行TCO玻璃的生產(chǎn)；海外供應(yīng)商板硝子并未對國內(nèi)供貨，板硝子在國內(nèi)未設(shè)工廠，海運下國內(nèi)企業(yè)采購成本較高，并且板硝子主供FS并與其簽訂長協(xié)，導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)難以買到高端的TCO玻璃。

耀皮玻璃目前有1條800噸產(chǎn)線，出貨量較大（60-70%供應(yīng)First Solar），技術(shù)和轉(zhuǎn)換效率為國內(nèi)最佳，技術(shù)主要來自Plikington授權(quán)。金晶科技淄博建有2條500噸TCO玻璃產(chǎn)線，其馬來西亞工廠（1000噸）也在積極推進和FirstSolar等的認證和供貨工作。

未來隨著薄膜電池放量，TCO玻璃定制化的屬性將使具備先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)更為受益玻璃定制化的屬性將使具備先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)更為受益。一方面，碲化鎘企業(yè)仍在不斷提升自身轉(zhuǎn)換效率，對TCO玻璃的性能要求將持續(xù)提升。另一方面，目前鈣鈦礦電池的技術(shù)路線仍在探索中，各家鈣鈦礦企業(yè)的生產(chǎn)工藝、材料選擇尚未定型，TCO玻璃企業(yè)需要與鈣鈦礦客戶共同配套研發(fā)，根據(jù)其工藝、材料提供定制化的產(chǎn)品，具備先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)將大為受益。金晶科技與First Solar合作超10年，于2022年5月建成首條TCO玻璃產(chǎn)線，并且與纖納光電簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，協(xié)議約定未來纖納光電每增加1GW鈣鈦礦電池產(chǎn)能規(guī)劃，金晶科技需配套不低于500萬平米/年TCO 玻璃產(chǎn)能。

 

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