光伏TCO鍍膜玻璃成炙手可熱的科技�(chuàng)新產(chǎn)�
TCO(Transparentconductingoxide)玻璃，即透明�(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃 ，是在平板玻璃表面通過(guò)物理或者化�(xué)鍍膜的方法均勻鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其�(fù)合多元氧化物薄膜材料�
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TCO玻璃首先被應(yīng)用于平板顯示器中，現(xiàn)在ITO類型的導(dǎo)電玻璃仍是平板顯示器行業(yè)的主流玻璃電極產(chǎn)�。近幾年，晶體硅�(jià)格的上漲極大地推�(dòng)了薄膜太�(yáng)能電池的�(fā)�，目前薄膜太�(yáng)能電池占世界光伏 市場(chǎng)份額已超�(guò)10%，光伏用TCO玻璃作為電池前電極的必要�(gòu)件，市場(chǎng)需求迅速增�(zhǎng)，成為了一�(gè)炙手可熱的高科技鍍膜玻璃�(chǎn)品�
TCO鍍膜玻璃的特性及種類
在太�(yáng)能電池中，晶體硅片類電池的電極是焊接在硅片表面的�(dǎo)�，前蓋板玻璃僅需�(dá)到高透光率就可以了。薄膜太�(yáng)能電池是在玻璃表面的�(dǎo)電薄膜上鍍制p-i-n半導(dǎo)體膜，再鍍制背電極�
透明�(dǎo)電氧化物的鍍膜原料和工藝很多，通過(guò)科學(xué)研究�(jìn)行不斷的篩選，目前主要有以下三種TCO玻璃與光伏電池的性能要求相匹��
ITO鍍膜玻璃是一種非常成熟的�(chǎn)品，具有透過(guò)率高，膜層牢�，導(dǎo)電性好等特�(diǎn)，初期曾�(yīng)用于光伏電池的前電極。但隨著光吸收性能要求的提�，TCO玻璃必須具備提高光散射的能力，而ITO鍍膜很難做到這一�(diǎn)，并且激光刻蝕性能也較�。銦為稀有元�，在自然界中貯存量少，價(jià)格較�。ITO�(yīng)用于太陽(yáng)能電池時(shí)在等離子體中不夠�(wěn)�，因此目前ITO鍍膜已非光伏電池主流的電極玻璃�
SnO2鍍膜也簡(jiǎn)稱FTO，目前主要是用于生產(chǎn)建筑用Low-E玻璃。其�(dǎo)電性能比ITO略差，但具有成本相對(duì)較低，激光刻蝕容易，光學(xué)性能適宜等優(yōu)�(diǎn)。通過(guò)�(duì)普通Low-E的生�(chǎn)技�(shù)�(jìn)行升�(jí)改�(jìn)，制造出了導(dǎo)電性比普通Low-E�，并�?guī)в徐F度的�(chǎn)�。利用這一技�(shù)生產(chǎn)的TCO玻璃已經(jīng)成為薄膜光伏電池的主流產(chǎn)��
氧化鋅基薄膜的研究�(jìn)展迅�，材料性能已可與ITO相比�，結(jié)�(gòu)為六方纖鋅礦�。其中鋁摻雜的氧化鋅薄膜研究較為廣泛，它的突出優(yōu)�(shì)是原料易�，制造成本低廉，�(wú)�，易于實(shí)�(xiàn)摻雜，且在等離子體中�(wěn)定性好。預(yù)�(jì)�(huì)很快成為新型的光伏TCO�(chǎn)�。目前主要存在的�(wèn)題是工業(yè)化大面積鍍膜�(shí)的技�(shù)�(wèn)��
光伏電池�(duì)TCO鍍膜玻璃的性能要求
1.光譜透過(guò)�
為了能夠充分地利用太�(yáng)�，TCO鍍膜玻璃一定要保持相對(duì)較高的透過(guò)�。目�，產(chǎn)量最多的薄膜電池是雙�(jié)非晶硅電�，并且已�(jīng)�(kāi)始向非晶/微晶�(fù)合電池轉(zhuǎn)化。因�，非�/微晶�(fù)合疊層能夠吸收利用更多的太陽(yáng)�，提高轉(zhuǎn)換效�，即將成為薄膜電池的主流�(chǎn)��
2.�(dǎo)電性能
TCO�(dǎo)電薄膜的�(dǎo)電原理是在原本導(dǎo)電能力很弱的本征半導(dǎo)體中摻入微量的其他元�，使半導(dǎo)體的�(dǎo)電性能�(fā)生顯著變�。這些微量元素被稱為雜�(zhì)，摻雜后的半�(dǎo)體稱為雜�(zhì)半導(dǎo)體。氧化銦�(ITO)透明�(dǎo)電玻璃就是將錫元�?fù)饺氲窖趸熤?，提�?dǎo)電率，它的導(dǎo)電性能在目前是最好的，最低電阻率�(dá)10-5Ωcm量級(jí)�
3.霧度
為了增加薄膜電池半導(dǎo)體層吸收光的能力，光� 用TCO玻璃需要提高對(duì)透射光的散射能力，這一能力用霧�(Haze)�(lái)表示。霧度即為透明或半透明材料的內(nèi)部或表面由于光漫射造成的云霧狀或混濁的外觀。以漫射的光通量與透過(guò)材料的光通量之比的百分率表示�
一般情況下，普通鍍膜玻� 要求膜層表面越光滑越好，霧度越小越好，但光伏用TCO玻璃則要求有一定的光散射能力。目�，霧度控制比較好的商�(yè)化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃，霧度值一般為11%�15%。其不包含散射時(shí)的直接透過(guò)率曲線�
4.激光刻蝕性能
薄膜電池在制作過(guò)程中，需要將表面劃分成多�(gè)�(zhǎng)條狀的電池組，這些電池組被串聯(lián)起來(lái)用以提高輸出能效。因此，TCO玻璃在鍍半導(dǎo)體膜之前，必須要�(duì)表面的導(dǎo)電膜�(jìn)行刻�，被刻蝕掉的部分必須完全除去氧化物導(dǎo)電膜�，以保持絕緣?？涛g方法目前有化�(xué)刻蝕和激光刻蝕兩�，但由于刻蝕的線條要求很�(xì)，一般為幾十微米的寬�，而激光刻蝕具有溝槽均勻，剔除干凈，生�(chǎn)效率快的特點(diǎn)�
5.耐候性與耐久�
TCO鍍膜一般都使用“硬膜”鍍制工藝，膜層具有良好的耐磨�、耐酸堿�。光伏電池在安裝上以�，尤其是光伏一體化建筑安裝在房頂和幕墻上時(shí)，不適宜�(jìn)行經(jīng)常性的維修與更�，這就要求光伏電池具有良好的耐久性，目前，行�(yè)�(nèi)通用的保�(zhì)期是二十年以上。因此，TCO玻璃的保�(zhì)期也必須�(dá)到二十年以上�
光伏用TCO玻璃的發(fā)展前�
�(dāng)光伏�(chǎn)�(yè)以連續(xù)五年�40%的速度向前�(fā)展時(shí)，主流產(chǎn)品晶體硅太陽(yáng)能電池的上游原材料多晶硅的供給出�(xiàn)了空前的緊缺。多晶硅�(jià)格從2003年的24美元/公斤上漲到目前現(xiàn)貨價(jià)格超�(guò)300美元/公斤。與晶體硅太�(yáng)能電池相�，薄膜太�(yáng)能電池具有弱光應(yīng)用性強(qiáng)及形狀可塑性強(qiáng)等特�(diǎn)，晶體硅�(jià)格的上漲�(wú)形中推動(dòng)了薄膜太�(yáng)能電池的�(fā)�，目前薄膜太�(yáng)能電池占世界光伏市場(chǎng)份額已超�(guò)10%，伴隨著多晶硅價(jià)格的走高，薄膜太�(yáng)能電池的�(fā)展有望�(jìn)一步加��
2006年世界薄膜太�(yáng)能電池的�(tǒng)�(jì)生產(chǎn)量為190兆瓦左右�2007年在多晶硅原料價(jià)格上漲導(dǎo)致生�(chǎn)量不足的情況�，薄膜電池的�(chǎn)能得到了迅速擴(kuò)�，產(chǎn)量達(dá)到了350兆瓦。我�(guó)的薄膜電池主要為非晶硅薄膜電��2007年的�(chǎn)量約�29兆瓦�
由于薄膜電池的轉(zhuǎn)化效率各不相�，我們以主流的非晶硅為計(jì)算依�(jù)，折合每平方米的電池�(biāo)稱功率為50�，也就是�(shuō)，每50瓦的電池將使�1平方米的TCO玻璃。據(jù)此可以計(jì)算出�2007年世界上光伏�(chǎn)�(yè)�(duì)TCO玻璃的需求為700�(wàn)平方米。這一�(shù)字看似不大，但正是由于TCO玻璃生產(chǎn)技�(shù)的高端�，導(dǎo)致目前世界上的主要供�(yīng)商僅有兩家。隨著太�(yáng)能電池產(chǎn)�(yè)超過(guò)50%的年增長(zhǎng)�，產(chǎn)品已�(jīng)�(kāi)始供不應(yīng)求。每平方米售�(jià)�(dá)到了20美元以上�
根據(jù)�(quán)威預(yù)�(cè)，薄膜太�(yáng)能電池將繼續(xù)保持高速增�(zhǎng)，到2010年將�(dá)到每�4000�(wàn)平方米的需用量。目�，多家廠商和研究�(jī)�(gòu)正在�(jìn)行TCO玻璃�(chǎn)�(yè)化的�(guò)�，產(chǎn)量將�(huì)不斷�(kuò)�，高性能的新型產(chǎn)品也將不斷推��
可以看出，正是由于薄膜太�(yáng)能電池的飛速發(fā)展，使目前光伏用TCO玻璃市場(chǎng)變得非常緊俏。在�(dǎo)電玻璃的�(lǐng)域中，光伏TCO玻璃有著�(dú)特的性能要求，這些特性指�(biāo)與太�(yáng)能電池的輸出特性密切相�(guān)?？梢哉f(shuō)，薄膜太�(yáng)能電池的�(fā)展將在一定程度上依賴于光伏TCO的改�(jìn)程度。能源的緊缺促�(jìn)了光伏產(chǎn)�(yè)的發(fā)�，也必將推動(dòng)光伏TCO玻璃�(chǎn)品成為玻璃行�(yè)中一顆璀璨的新星�