玻璃玻纤行业计较：TCO玻璃放量可期三职位筑高竞争壁垒

　　TCO玻璃即透明导电氧化物镀膜（Transparent Conductive Oxides, TCO）玻璃，是 在呆滞玻璃局势经历物理可能化学镀膜的技术平均地镀上一层通明的导电氧化物薄 膜。广义TCO玻璃蕴涵分辩组成身分（即镀有差异TCO靶材）的平板玻璃，下游广 泛利用于呆板大白器、太阳能电池和筑建节能等领域，而本文的TCO玻璃（狭义的 TCO玻璃）专指薄膜太阳能电池用TCO镀膜玻璃。 TCO镀膜导电玻璃紧要运用于第二代光伏电池中的碲化镉薄膜电池和第三代光伏电 池中的钙钛矿电池，由于非晶硅薄膜太阳能电池的半导体层简直没有横指挥电性能， 务必操纵TCO玻璃动作前电极来有效地搜求电池电流，以是TCO玻璃成为薄膜太阳 能电池不可或缺的组成个别。

　　从晶硅到薄膜电池，光伏玻璃告急性昭彰提升，成本占比飞扬至1/3。晶硅太阳能电 池中，晶硅可以直接充当衬底基板，大个人现象下晶硅光伏玻璃仅举动封装原料， 除了对其可见光透过率和外观、尺寸有恳求外，并无其它非常哀求，按23年4月最新 报价，182单玻/双玻组件中玻璃本钱约占8%/11%。而在薄膜太阳能电池中，TCO镀 膜玻璃（属于薄膜光伏玻璃）直接充当电池组件的衬底基板，直接教化电池发电性 能，对其平整度、透光率、导电性及镀膜工艺等央求也较高，其本钱平常占薄膜太阳 能电池组件本钱的33%左右，是薄膜太阳能电池的中心部件。以协鑫光电100MW级 别钙钛矿组件的量产资本构成为例，玻璃及其全部人封装原料占比达到34%，成为资本 占比最大片面。

　　TCO镀膜玻璃提供更良好的综合机能来升高电池发电成绩。TCO玻璃举动薄膜电池 的前电极、窗口质量和维持质量，主要效力为：（1）让大片面太阳光参加摄取层， 被变革为电能；（2）操纵其导电性行为前电极，有效征采电池的电流；（3）为电池 多层膜质料结构提供物理上的机械维持。薄膜电池对TCO玻璃的成效必要决计其性 能央浼，闭键性能指标如下： （1）光谱透过率。往往哀求TCO玻璃的光谱透过率在80%以上，并且理由光伏电池 的光谱反应波长领域为400nm~1200nm（日常修筑玻璃条件的可见光波长界限仅为 380nm~780nm），以是供给TCO玻璃完好全光谱透光性，在可响应波段内光透得越 多能量变化效果越高。 （2）导电率。广泛恳求方块电阻小于12Ω/□，方块电阻越低电阻损失越小，导电性 能就越好。 （3）雾度，即光泽散射势力，大凡请求雾度值在11~15%。普盛行业用镀膜玻璃一 般要求膜层时势越滑润越好，雾度则越小越好；而光伏电池供给TCO玻璃具有必然 的绒面结构，使光以诀别角度散射，增大光在太阳能电池中的光程，从而提高电池 的光电改造恶果。TCO玻璃的绒面陷光构造的变成要紧有两种手艺：一是溶胶凝胶 法、化学气相浸积法等在线镀膜工艺直接镀制带有微观精采度的膜层，细密度能够 体验参数调控（严重是FTO玻璃；分离TCO玻璃种类下文全面描写）；二是离线镀 膜工艺镀制膜层晚进一步接纳酸碱腐蚀法、激光加工等手腕制绒（ITO、AZO玻璃）。

　　（4）激光刻蚀职能。薄膜太阳能电池在制造过程中，供给将其景象分别多个长条状 的电池单元况且串联起来，用以升高太阳能电池的输出收效。在薄膜太阳能电池半导体镀膜之前，需要对TCO玻璃形态的通明导电氧化物膜层实行划刻，被划刻掉的 片面必需十足后退其导电氧化物膜层，用以保障电池单元之间互相绝缘，所以请求 TCO膜层的激光刻蚀职能好，不得有薄膜刻持续、刻伤玻璃本体等缺陷。 （5）耐候性和耐久性。光伏电池安置后，更加是建筑光伏一体化（BIPV）不宜进行 每每性的维修与转换，所以TCO玻璃需要完备优异的耐候性、耐久性。目下行业内 薄膜太阳能电池寿命平日在20年以上，这也哀求TCO玻璃的保质期务必抵达20年以 上。 （6）大面积匀称性。膜层的均匀性可分为职能匀称性和表观均匀性，性能平均性主 要包蕴光谱透射率和方块电阻的平均性，是保证电池输出电压、电流平均冷静的基 本要求；建筑光伏一体化（BIPV）是薄膜太阳能电池的仓皇操纵场合，对TCO玻璃 的表观平均性（大面积神色、膜层平均性等）提出更高央求，不得有过问条纹、膜层 云朵等漏洞，奈何提高大面积匀称性也是现在TCO玻璃的主要性能瓶颈之一。 （7）低成本。光伏产品的末了竞争力评价以单位发电量的综合成本量度，而TCO玻 璃是薄膜电池原材料成本中的主要片面（1/3旁边），薄膜电池为了升高竞争力对TCO 玻璃有降本增效央浼。

　　TCO玻璃根据导电氧化物的分离严浸分为ITO（氧化铟锡）、FTO（掺氟SnO2）、 AZO（掺杂铝ZnO）三种；遵从镀膜工艺与原片临蓐是否同步，可分为在线镀膜和离 线镀膜工艺，在线镀膜重要操纵CVD工艺（化学气相沉积法），离线镀膜主要运用 PVD工艺（磁控溅射法）。 FTO综关职能强，为目前主流TCO玻璃靶材。（1）ITO玻璃，当然据有透过率高、 导电性好的便宜，但由于其原材料铟代价清脆、光散射气力差、热安好性差等缺点 个人了其在光伏领域的履行，暂时要紧行使在液晶死板暴露器界限。（2）FTO玻璃， 具有资本较低、光散射势力强、激光刻蚀简易、热稳定性和化学自在性较好等便宜， 此刻已成为薄膜太阳能电池的主流产品。（3）AZO玻璃，光学机能和导电率最逼近 ITO、质地资本较低，但其膜层偏软且刻蚀后存放时期较短（热宁靖性、耐酸碱性及 抗氧化性较差），况且AZO玻璃的大面积高疾平均成膜工艺、光刻工艺的兼容性等 题目伎俩庞大性高，于是方今尚未在光伏范畴任性执行。

　　差别TCO玻璃靶材合用离别镀膜工艺，眼前仅FTO在线）在线 镀膜即直接在浮法产线上完毕镀膜，首要采取CVD工艺，凡是工艺温度在400～ 700℃，由于温度较高，热安然性较差的靶材（ITO、AZO）无法各处线镀膜工艺中 操纵，眼前只要FTO大面积在线）离线镀膜即别的创立一条 镀膜线，超白浮法玻璃过程冲洗、预加热后再镀膜，首要选取PVD工艺中的磁控溅 射法，工艺温度惟有200~230℃，因此ITO和AZO一般只阅历离线镀膜景象举办。

　　（三）TCO 玻璃伎俩永恒被海外操纵，国内金晶科技率先实现手艺打破 并凯旅量产

　　TCO镀膜玻璃最早在1940年参与营业化，活动明后热窗口材料用于飞行器的挡风玻 璃。1985年、1989年日本旭硝子(AGC)、板硝子(NSG)公司死别当初坐蓐TCO镀膜 玻璃，往后日本板硝子、旭硝子、美国PPG等少数几家威望公司永远独霸TCO玻璃 坐蓐手法及设备。 2005-2010年，由于薄膜电池技术向上（2005年前后First Solar达成较高转变效益碲 化镉量产；2009年非晶硅薄膜电池的最高改造成就迫临多晶硅电池，可达16.6%）， 并且晶硅价格居高不下，使薄膜电池本钱优势相对明显，产能马上伸张。由于预期 薄膜电池商场优秀增长态势，国内中分企业首先引进TCO镀膜玻璃手腕和修设，中 国玻璃、信义玻璃、南玻、中航三鑫及旗滨等企业实验体验引进国外成套成立、本事 实行TCO玻璃临蓐，其时国内TCO玻璃镀膜配置与工艺在线与离线并存，离线占大 无数，而国外以在线年在硅料时价消沉、双反战术等因 素感化下，薄膜电池投入低谷期，国内TCO玻璃研发分娩也陷入停滞。

　　2021-2022年，国内筑筑光伏一体化（BIPV）趋势鼓起为薄膜电池产业带来新蕃昌， 加上钙钛矿等新一代高职能薄膜太阳能电池技术跳班，举止枢纽部件的TCO镀膜玻 璃再次受到国内企业垂青，国内少个人企业开初自立研发和生产TCO玻璃：金晶科 技2021年凯旋研发利用于太阳能范畴的超白TCO镀膜玻璃（机能指标与NSG的 TEC™ 8相近），现时在淄博占据两条年产1500万平米的TCO产线 年开始TCO玻璃研发、2023年1月东台TCO产线点火。但理想来叙由于国内TCO镀 膜工艺郁勃较晚、本事壁垒高，方今国内十全生产气力的企业齐备较少，惟有金晶 科技、耀皮玻璃和中国玻璃等。

　　二、需求端：薄膜电池外洋龙头大幅扩产，国内产业化 历程加快，产能释放鼓动 TCO 玻璃空间扩容

　　（一）薄膜电池：多场景操纵优势，与晶硅互补繁盛；钙钛矿家当前景值 得生机

　　光伏组件按质地可分为晶硅组件和薄膜组件。薄膜电池是在TCO玻璃、不锈钢或高 分子咸集物等衬底质地上附着几微米感光薄膜质地，制成PN结从而造成的太阳能电池，用硅量一些。薄膜电池包含非晶硅（a-Si）、碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、 钙钛矿（PSCs）等种类。 薄膜电池满堂产量仍偏低，其中碲化镉贸易化最为成熟，First Solar一家独大。据 CPIA数据，2021年举世薄膜太阳电池的产能10.7GW，产量约为8.28GW，同比增添 27.7%，主要是受碲化镉龙头企业First Solar产量添补拉动。FS 2021年碲化镉组件 产量为7.9GW，同比扩大33.9%，占全球薄膜组件份额95%。从产品榜样来看，2021 年碲化镉（CdTe）薄膜电池份额为千万主导，占比约97%，产量约为8.03GW，其 中国外7.9GW，国内130MW；铜铟镓硒（CIGS）薄膜电池产量约为245MW，个中 海外210MW，国内35MW。

　　光伏家产链昌隆焦点驱动力悠久在于“降本提效”，以完工平价上钩终极对象。从降 本提效角度开赴，相较晶硅电池，薄膜电池优势在于坐蓐进程简短、关合，财富范畴 临盆资本低，劣势在于改进效果不理想，向日薄膜电池的光电转变效果大限度时候 都晚进于晶硅电池。外洋龙头FS碲化镉组件依靠独家控制手段（气相传输重淀伎俩 VTD等）及范畴优势，延续促进建造资本颓唐、结果提升，因此能在美国等市场的激 烈角逐中永久保有一席之地。

　　薄膜组件本钱优势体而今物业链短，代价量高度会集，临蓐成效高。晶硅物业链至 少包蕴多晶硅质量-硅片-电池片-组件4大次序，每个措施都提供临盆树立、配套办法 等重资金参预，分娩进程庞大，坐蓐从质量到最终组件产品至少流程4个工厂、3天 周期。相较之下，薄膜组件分娩次序少，自愿化水平高，可以在一座工厂短期间内完 成络续生产，质地进场后，生产仅需在TCO玻璃等衬底质地（多外采）上，选用等 离子体加强型化学气相浸积（PECVD）法、磁控溅射法等工艺沉积成效层薄膜，活 化后收拾及组件封装测试即可出厂。薄膜组件临蓐集成化水平高，使得厂商对分娩 技能、坐蓐节律、产品质地的把控水平高。

　　国内碲化镉组件成就提拔已得到一定成绩，进入工业化舒展期。国内碲化镉组件实 验室成果水平已向国际优秀水准逼近，据CPIA，2021年国内碲化镉组件执行室最高 成就到达20.24%（中建材），靠近国际优秀水准22.1%（FS）；量产效率方面，当 前国内量产成果最高记载为16.7%（中山瑞科），对照FS 19%以上的量产效率仍有 较大差距。全部人国薄膜组件举座资产化处于起步阶段，量产效率差距较大，亦未完工 领域化临盆降本，于是在主流应用场景与晶硅电池比赛没有优势；但薄膜组件具有 场景关意性强、可塑性好等本质，与BIPV等场景适配性更高，或能阅历锚定新兴的 建筑节能等利基运用场景，接续吸引血本资源加入、勉励财产旺盛、拓展市集边界。

　　薄膜电池如今阔别化优势严重体方今BIPV等多场景运用上。薄膜电池具有温度系数 低、抗掩饰发挥好、弱光发电本能更强、透光性可操纵、场地性强等脾气，使其在 BIPV（筑修光伏一体化）等场景应用领域更广。据BIPVboost，薄膜组件在欧洲BIPV 屋顶、幕墙操纵分泌率诀别为10%、56%。

　　（1）温度系数低：温度系数指电池随温度普及而导致效益衰退的比率。薄膜电池温 度系数比晶硅低，因而薄膜组件输出功率在高温阴险境况下发电功率消磨更低。据 索比光伏网，市面主流晶硅组件峰值温度系数在-0.38~0.44%/℃之间，而铜铟镓硒 （CIGS）、碲化镉（CdTe）温度系数仅为-0.1~0.3%/℃、-0.25%/℃。

　　（2）拥有更好的抗掩瞒再现：BIPV项目地方多在都会区域，在安设光伏幕墙时供应 讨论到抗遮蔽地位。比较晶硅组件，薄膜光伏组件因由没有晶片的模块化局限，在 受到遮盖时被掩藏局部浮现为断道，而不输出功率，不发作热效应，颓唐了火灾等 安全隐患。

　　（3）弱光发电本能更强：薄膜组件在可见光光谱范围内计较晶硅组件有更为机灵的 光谱反应，具有更好的弱光发电机能，安装不受角度限制，在天后、黄昏等岁月段以 及非光照富饶面等弱光央求下的结果优于晶硅电池。

　　（4）透光性可布置：薄膜电池可以经过通明导电层、超薄背电极层实行高透光率， 而且透光率可能字据十足采光必要调理，写意建筑物看待自然光泽的需求。而晶硅 电池透光率较低，更始组件透光率只能体验颓丧电池片排布密度、殉难组件功率实 现。

　　（5）体面性好：薄膜光伏组件从布局上看并没有晶硅电池的单片单元，表面一致性 大大优于晶硅光伏组件；可定制性强，组件可切割成划分形式，更能惬意建筑外观 对待面子的请求。薄膜电池神色可就寝，在发电结果未显明颓丧的条款下，能够利 用诀别电池原料、多层结构反射特定波段光的脾气（不用经历TCO玻璃神色就寝外 观），制成涵盖全体常见色系的组件。

　　钙钛矿电池是下一代极具潜力的光伏手腕途径，鼎新效率高、量产资本低，财富化 处于从0-1初期。钙钛矿是具有ABX3型晶体结构的化合物，行使其动作招揽层制成的 电池即钙钛矿电池。钙钛矿是人工布置关成的材料，原料、布局摆布灵活，可能不断 迭代，具有高光电改动成就和低本钱优势。（1）厘革后果方面，钙钛矿材料吸光性 好，且能够履历摆设质料配比来睡觉带隙，光电性子好，单结钙钛矿电池理论极限 效益为33%，钙钛矿叠层成绩更是到达51%，远超晶硅电池29.4%的理论极限功效。 同时，钙钛矿更动效益演进疾度速，仅用10年左右光阴就晋升到了超25%的践诺室 成绩记录（晶硅电池花了40-50年）。（2）制作成本方面，钙钛矿电池除临蓐方法 少优点外，其原质地丰盛且易合成、分娩能耗低，使得理论量产本钱低于晶硅组件， 据协鑫光电测算，钙钛矿组件100MW级别量产资本低于1.0元/W，5-10GW级别量产 资本为0.5-0.6元/W（TCO玻璃仿照是最大成本项），约为晶硅组件极限成本的1/2。 钙钛矿电池理论优势分明，吸引财产资本纷纭加入，产业化有望已毕从0-1打破。

　　此刻打击钙钛矿交易化操纵的地位主要有：（1）重静性较差，钙钛矿电池在潮湿环 境下粗略了解，进而重染其使用寿命。眼前钙钛矿电池的寿命多在1000小时旁边， 远低于晶硅太阳能电池20-25年的任务寿命；（2）向大尺寸面积器件跳级时的恶果 丧失大。钙钛矿电池只能在小面积内保持高效，其效益会随着尺寸增大闪现明显下 降。

　　（二）需要理会：薄膜电池国外龙头扩产，国内产业化程序加疾，TCO 玻 璃需求明显扩大

　　碲化镉：外洋龙头First Solar大幅扩产，国内里修材系等厂商加快构造产能。（1） 外洋。美国光伏装机必要扩充、IRA税收抵免战略刺激下，美国碲化镉龙头First Solar 大幅扩产，据FS 2022年年报，2022年公司名义产能达9.8GW，组件产量9.1GW， 策划2023-2025年终名义薄膜电池产能分别抵达16.0/ 20.1/ 20.6GW，现在扩产筹划 主要针对印度、美国商场。据FS 2023年度一季报，公司产品供不应求，未交付预定 量已到达71.6GW，4月底订单已排至2026-2027年交付。另一家美国碲化镉电池厂 商Toledo Solar方今年产能为100MW，2022年9月宣告浮夸产能策画，2027年产能 将达2.8GW。（2）国内。在BIPV使用前景预期下，国内碲化镉厂商加速产能机关。 中修材及其旗下凯盛整体现已运行700MW产能，当前在寰宇多地筹备产能3.8GW； 龙焱能源、中山瑞科在产产能130、100MW，龙焱能源安顿到2024年产能提升至 630MW，中山瑞科规划未来产能达到1GW；光伏玻璃龙头企业福莱特也于今年2月揭橥部署投资1GW碲化镉产能。 钙钛矿：国内厂商踊跃向财富化实验，现已策划多条GW级产能。钙钛矿电池技能路 线潜力大，国内厂商积极探求财产化突破。今朝钙钛矿在产产能约390MW，多为小、 中试线，协鑫光电、纤纳光电、极电光能等多家企业均筹办了GW级产能修树，远期 规划总和近25GW。

　　据全班人测算，2022-2025年全球TCO玻璃需求总数约为0.5/0.7/1.0/1.3亿平，CAGR 达32.5%。中央假使如下，（1）碲化镉产量：证据国内外企业产能规划，预计到2025 年外洋企业碲化镉电池产量达20.5GW，国内企业产量2.8GW；（2）钙钛矿产量： 会商到钙钛矿家当仍处在量产索求阶段，集结国内厂商扩产计划，中性假使2025年 产量为1.0GW，如手腕研发挺进顺遂，中期可能展望7GW产量；（3）碲化镉TCO玻 璃单位须要量：First Solar最新Series7产品成就最高达19.3%，中性要是2022年全 行业匀称成绩水准为18.0%，2025年达19.5%，对应TCO玻璃单位用量死别为556、 513万平/GW；（4）钙钛矿TCO玻璃单位需求量：昆山协鑫光电2023年4月17日宣 布2m*1m大面积、大尺寸商用钙钛矿组件转换效益达16.2%，2023年成效办法为18%， 洽商钙钛矿财富如今仍处在寂静性、量产成就手艺攻闭阶段，中性假使2023、2025 年全行业量产平均成效程度为13.0%、17.0%，对应TCO玻璃单位用量分别为769、 588万平/GW。

　　（一）原片端：超白浮法原片资本占比高，其资本分裂剖断 TCO 玻璃厂 商之间的比赛永别

　　TCO以超白浮法为原片基底实行镀膜，超白浮法本身具有必然工艺手法壁垒，良率 区别会带来成本离别。从末了看，据全班人统计，2022年国内仅8家企业十全超白浮法 产能（CR4达77%）；从手法角度看，超白浮法玻璃的技巧壁垒严沉在于配料、澄 清、寄存办法（带来良率差别）。（1）在配料步调，要专一担当氧化铁含量在0.015% 以内，且供给保险纠关料的温度和湿度以防结块，供应采取先辈的称量体例和进口 混关设立。（2）在清新步调，由于熔融的超白玻璃液导热系数更高，熔窑池内垂直 热对流萎缩，酿成玻璃局面和内部气泡数量添加，重染玻璃的成品率。睡觉时如果 温度把控欠妥，还会导致二次气泡和耐材气泡的天赋。所以超白的清澈方法看待温 度的职掌更加居心，且需协作改动熔窑窑池的组织。（3）寄放程序，超白玻璃比普 通玻璃更纯洁发生霉变，严重由于其碱金属氧化物含量更高，提供体验更始配方设 计和退火制度，接纳合意超白玻璃性质的专用防霉隔离粉来注意霉变。

　　TCO玻璃超白原片资本占比高，其成本区分会带来TCO玻璃厂商之间的比赛辨别。 原片是TCO玻璃成本大头，据卓创资讯，2023年4月3.2mm超白浮法报价约28.4元/ 平，证据协鑫光电100MW线%改良成效下超白原片度电资本约0.18元 /W，该产线元/W，个中封装本钱约0.34元/W（占34%），超白浮法 原片本钱占到总生产成本的18%、封装质地的52%，超白浮法原片的资本分手会带 来TCO玻璃厂商之间的比赛分离。本钱折柳严重体方今良率辞别（有一定方法壁垒）、 结构和资产链一体化（低本钱的超白石英砂、纯碱、天然气得回等）。

　　TCO玻璃处于起步阶段，始末对照了解本事方向似乎、工艺繁荣成熟的low-E玻璃， 能更好明晰TCO玻璃工艺途途与壁垒。TCO玻璃与low-E玻璃生活异同：一方面，二 者在线、离线工艺途线大倾向类似，在线与离线工艺道道之争中，low-E玻璃最终以 离线胜出，而TCO玻璃目前则是在线率先走向产业化，分裂坐蓐工艺门途的果断性 名望在于下流需求特色；另一方面，TCO与low-E镀膜玻璃设备、工艺活命共通性， 经过low-E设立及工艺的咨询能够窥见TCO筑设摆设、工艺负责是重心成分。

　　TCO玻璃与low-E玻璃同属镀膜玻璃规模，常用工艺门路均分为在线CVD法、离线 磁控溅射法两种。镀膜玻璃是指在玻璃表面镀上一层或多层金属、闭金或金属化关 物，以厘革玻璃职能，遵循产品脾气可能分为通后导电玻璃（TCO）、低辐射玻璃 （low-E）、热反射玻璃等。按是否在浮法“线”上同步告竣原片生产和镀膜工序， 镀膜玻璃制备方法分为在线、离线两大类。TCO玻璃与low-E玻璃工艺途径有相通性， 二者常用工艺均为在线CVD法、离线磁控溅射法，对应原料方面，在线法TCO和lowE玻璃镀的都是FTO膜层（质地一律，但产品性能要求折柳很大），而离线法中TCO 镀的是ITO、AZO膜层，low-E镀的是Ag银系膜层。此外，TCO玻璃职能央求较lowE玻璃更细密，产品供应同时保障光学机能、电学机能等多项央求。

　　在线CVD法弃世稳重性更好，镀膜理论本钱低，但生动性较差，工艺参数掌管和优化难度大。在线化学气相重积法（CVD）镀膜一样是在浮法产线锡槽冷端或退火窑 前端A0区上方安装镀膜树立，以陆续生产的高温（400~700℃）、清洁、快速拉引 的玻璃带为载体，经验质量气体（前驱体）在高温玻璃式样爆发化学反应关成镀膜 膜层，再历程退火冷却变成质地硬化的膜层。 在线CVD镀膜优势在于：①逝世沉着性好，耐久性耐候性好，热加工性好，高温成 膜，膜层原子与玻璃基板造成坚实共价键，黏关为玻璃的一片面，膜层坚实耐用（被 称为“硬膜”玻璃），仙游机能沉着，应用寿命更长。②镀膜能耗低，直接应用浮法 玻璃新鲜清洁的地势和高温情状；③不供给二次加工的搬运、传输、冲洗、抽真空等 工序，工序步伐较少，节省物理空间和人力本钱；

　　在线CVD镀膜劣势在于：①天真性较差，直接与接续坐蓐的原片端连合，镀膜工艺 受浮法工艺央求个人，产品种类不如离线镀膜丰富，比方膜层至少要耐400℃以上高 温，镀膜质量多选用金属氧化物、半导体质地，而且临蓐流程中参数无法随时设计； ②工艺职掌和优化难度大，玻璃带传输疾度速，镀膜面积大。

　　离线磁控溅射法镀膜天真性较好，但丧生安祥性较差，光电机能再三性差，平均性 担任难度与膜层组织干系，况且理论本钱高。离线磁控溅射法镀膜是在浮法玻璃原 片下线后，在其余修立的镀膜产线上，将原片洗濯、预加热后送入大真空室内，内中 设有多个溅射靶，随着真空室内压力低落，阴极靶溅射出金属原子，沉积到玻璃表 面上变成膜。 永诀质量（AZO/ITO、Ag等）利用离线磁控溅射法的诟谇势各不相似，笼统来看， 离线磁控溅射工艺优势：①无邪性好，工艺参数可凭据用户条件随时安插，镀膜设 备模块化安放，产能也能够依据订单天真安顿；②离线镀膜，材料拔取不受浮法产 线条件片面，产品种类丰厚。

　　离线磁控溅射工艺劣势：①膜层死亡安闲性较在线法差，膜层本身格外亏弱；②薄 膜光电机能参数再三性差，这是一种反响溅射，重染成膜质料随机成分多，而光电 职能对溅射参数蜕化敏感；③膜层均匀性较难控制，膜层厚度及材质因素均匀性影 响结尾镀膜玻璃产品的通盘颜色、职能体现，而磁控溅射完工均匀镀膜的条件异常 苛刻，提供同时保险磁场宣扬、使命气体传布、靶材办法温度、靶材材质、玻璃式子 温度等匀称似乎，以及保险磁控溅射放电冷静性和靶基距。因此，当镀膜膜层层数 少时工艺难度较小（如单银、双银），但膜层增添后工艺难度将随之呈多少数级增 加。④理论资本高，工序较在线法更多更丰富，能耗更高。

　　大家以为，在线与离线镀膜玻璃工艺各有利弊，分手细分范围下游必要生活明白差 异，因而工艺途径选拔的考量成分并不一律。

　　Low-E建筑玻璃在线、离线产品资本及机能差距不彰彰，离线工艺依赖天真性可以 更好满左右游多元化需要成为主导工艺道途）在线离线产品成本收支不大，与技术国产化水准有闭：据中玻网，上世纪80年 代中期，全班人国引进镀膜玻璃工艺时对外洋墟市的调研结尾暴露，在线镀膜产品严重 面向民用住屋和小型公筑项目，离线镀膜沉要面向公共建筑，以是那时的引进战术 是直接引进更为先辈的离线镀膜工艺。牛晓在《低辐射(low-E)玻璃在线离线计较》 中比较知路low-E玻璃在线离线产品，并指出①手腕设备本钱：low-E玻璃在线（未国 产化）引进外洋工艺、设备需开支1.2亿美元技巧让与费，而离线工艺已成熟，购进 国外筑设供应1亿人民币，国内设立价格仅0.7亿匹夫币；②综合资本价值：在伎俩设 备本钱重大差距下，在线、离线low-E玻璃合成中空玻璃的资本价值根柢相同，能够 猜度在线分娩批量化、国产化后能抵达更低成本程度。

　　（2）在线离线本能差距不显然：为了保障节能成绩，在线、离线low-E均需制成中 空玻璃再出卖（不但片使用），于是在线low-E玻璃耐久性、耐候性的优势难以出现。 节能本能方面，离线产品具有辐射率更低的优势，但对照综合节能恶果，在线离线 产品中空后节能恶果并没有分明差距。

　　（3）离线能杀青灵活坐蓐，满尊驾游神情品种各样化需求。建建就寝师每每都万分 强调谁方筑修着作的离奇派头，只管克制与已有建筑或规模修筑物相通或一律，因 此央求low-E产品神色品种各类。在线low-E玻璃神情单一，只能阅历基片的表情实 现反射色的更改，而且是固定参数批量临盆，难以冒失央浼细碎的定制化订单。而 离线low-E能经验频频计划膜系，操纵出各式神志、分离透过率的产品，市欢卑鄙定 制化需要。 从离线产线睡觉产能、实际产量比照亦可验证卑劣订单的定制化、零乱化。2016年 底你们国占据low-E产线亿平，此中离线亿平， 平均单线万平，不过从前度全部人们国离线亿平，均匀单线万平（平均产能运用率约27.5%），下乘客户折柳、订单定制化（膜系需几次切换） 使得厂商较难完工规模化临蓐，在线工艺本钱优势无从表示，离线工艺凭生产活泼 性攻陷主导。

　　2. TCO玻璃：在线CVD法依附产品职能、理论成本优势率先走向家当化

　　TCO玻璃资产品属性更凌驾，下游薄膜太阳能电池厂商开初体贴产品机能指标，其 次条件低本钱，在线工艺倚赖这两方面优势率先走向家当化。

　　（1）产品机能：动作钙钛矿、碲化镉要途部件，TCO玻璃机能优劣直接感导薄膜太 阳能电池光电革新效果以及在BIPV幕墙上的应用成效。浮法产线高温情况个别下， TCO玻璃三种薄膜材料中仅FTO成熟兼容在线和离线两种加工样式。比较FTO在线、 离线产品量化职能指标，在线化学气相沉积法载流子迁移率明确更高，导电性更好。 如前文所述，对照TCO三种材料，在线化学气相重积制备的FTO薄膜透光率、导电率职能并不赶过，但其晶体质量高、式样容貌可控（即雾度可调，添加光散射），满 足激光刻蚀加工条件，耐候性、耐久性昭着更优，以是在线FTO综关本能更适配下 游薄膜太阳能电池厂商必要。

　　（2）理论成本：TCO玻璃成本约占薄膜太阳能电池本钱1/3，TCO玻璃程序降本对 薄膜太阳能电池颓丧度电资本、落成使用推行途理宏大。①从初始投资商酌，在线 镀膜供应对现成浮法线鼎新，血本、工夫本钱较高，据齐鲁晚报，金晶科技首条TCO 玻璃产线年9月12日通告，金晶科技滕州二线月启动革新，计算 总投资额4.5亿元，铺排今年第三季度点燃；离线镀膜提供分外设备新产线，初始投 资成本同样不低，据板硝子欧洲手艺主旨关照（2014），一条年产1000万平TCO玻 璃的磁控溅射产线（包蕴设置）总投资额约为0.4亿美元（约2.7亿黎民币）。②从可 变资本筹商，在线镀膜省去二次加工的搬运、传输、清洗、抽真空、加热等工序，节 约能耗与任务资本，多半量临盆更高效，需要留神的是，由于在线TCO玻璃临蓐期 间参数陈设活泼性较弱，镀膜端废品较难重新溶化运用，产品本能不佳时难以摊薄 成本。是以，估计多半量临盆时在线TCO玻璃理论本钱更低，良率更高的企业享有 资本优势。

　　2010年代，国内掀起第一波TCO镀膜玻璃技艺研发与坐蓐飞腾，那时体例呈在线与 离线工艺并存，且离线数量占优；近两年，在国内已有成熟离线low-E镀膜技术贮备 背景下，反而是金晶科技、中国玻璃TCO玻璃在线产线率先投产，日本板硝子、艾 杰旭大连同样接纳在线工艺，这一景象或印证了下游对保护产品本能、低落理论成 本的猛烈诉求，对临盆生动性的相对弱化（TCO玻璃财产品属性更重）。

　　TCO在线镀膜工艺途径中心在于树立自研实力+工艺优化及把握能力，央浼厂商有 深重的工艺体味积淀。 创立端，市道无成熟筑立提供，央浼厂商依据自身阅历与临蓐供给自研成立。lowE、TCO等玻璃在线镀膜工艺本领难点首要是浮法玻璃分娩的固定速度、空气和高温 情形变成的，玻璃板运行快度速、氛围调度困苦、镀膜情况温度高，镀膜树立、反响 进程与浮法线必需杀青较高兼容性，否则展示过错将产生大批低质品。不过，由于 Low-E玻璃在线镀FTO膜层工艺发达缓慢，且TCO玻璃在线镀膜设备要求更高，市 面上并无成熟的在线镀膜建设供给，国内计划院也缺陷在线镀膜的设立、产线调理 体味。如金晶科技专利《一种用于光伏TCO玻璃的在线镀膜临盆修设》提到的，古板在线镀膜生产扶植并不适用TCO玻璃临盆，喷 涂取得的膜层保存死角且平均性较差，最后镀膜效率不理念。以是，厂商需要在浮 法线新筑或冷筑时候凭单自己工艺阅历、临蓐供给从操纵端起首转变，熔化、锡退、 锡槽、退火、切裁、包装、成品等各工段都提供联合TCO镀膜玻璃生产安排硬件和 工艺。

　　设备自研技术难点包含：（1）镀膜反响器在高温处境中的结构安乐性（400~700℃ 责任温度）；（2）镀膜反映器机合参数放置合理性；（3）镀膜情状睡觉装置打点镀 膜与浮法分娩处境冲突，比方TCO玻璃底膜在锡槽镀制、功能膜在退火窑A0区镀制， 锡槽排放气体气流顺向、退火窑温差气流逆向，气流场不平静，况且两块地域横向 温差较大，大略形成膜层厚度不平均。设备自研实力一方面保证厂商初始投资资本 低于外购外洋整线的比赛对手，另一方面有效停止工艺扩散，助力厂商工艺快快迭 代。

　　工艺端，在线镀膜系统庞大，工艺优化和职掌难点主要体方今：一是临盆良率，产 品机能自身生活相互制约关连，膜层机能指标受多项成分感染，同时切确调控多变 量能干杀青机能最优解；二是坐蓐效率，在保证生产成就条款下较难升高反应气体 运用率与膜层匀称性。 TCO膜层性能互相制约，工艺优化难度较大。比如TCO玻璃透过率、导电性对氧空 位、掺杂的哀求互相抵触，二者最优性能不可兼得；又如雾度抬高偶尔会大幅颓唐 透光率，固然雾度和透过率没有直接对应相合，但雾度降低常常是建设在薄膜膜层 增厚而引起样式周密度增加的条目下的，而薄膜厚度增厚陶染可见光透过率。

　　TCO膜层职能受多项位置感导，包罗膜层组织摆布、前驱体、氟掺杂量、催化剂、 退火处理等。 （1）膜层布局调理：以FTO组分为例，玻璃基板合键地位SiO2折射率为1.55，顶层 SnO2的折射率为2.0，折射率差值会导致色差露出；同时高温工艺下玻璃基板中碱金 属离子（主要是钠离子）会向顶层SnO2分泌并捣乱膜层机闭，于是FTO膜层来历膜 层布局广泛由底膜SnxSiyO2（故障层+消色层）+ SnO2∶F顶膜（导电功能层）构成。 理论上，底膜SnxSiyO2应沿膜层法向造成成分连绵渐变样子，以淹没层与层之间的 突变界面，从而使得基板与功效膜界面妥洽协作，革新透过率。渐变构造经过策画 分袂的Si/Sn沉积率来调整。

　　（2）前驱体、掺杂：在线CVD法制备FTO薄膜原料为锡源、氟源气态反应前驱物， 阔别前驱物、掺杂镀制薄膜机能各有分袂。以氟源前驱物为例，据《诀别氟源对FTO 薄膜本能感导及其作用机理》（樊琳等，2018），分散氟源F -和SnO2晶粒间的键合 表面分辩，或天才氟锡化合物的难易水平分歧，使得FTO薄膜样子形貌、晶粒组织 和光电本能有显著分辩。据《溶胶-凝胶-蒸镀法制备高本能FTO薄膜》（史晓慧，2016）， 氟掺杂是陶染FTO薄膜职能的要道成分之一，氟掺杂量过多或过少均晦气于SnO2- xFx晶体滋长，氟元素掺入增长，载流子浓度增大，感化透过率与导电性。据《大面 积FTO通后导电薄膜制备技巧辩论行进》（李建生等，2017），日本旭硝子采取分 步沉积不掺氟氧化锡和掺氟氧化锡薄膜，免除重积SiO2薄膜的前处置流程，改革了 FTO玻璃综关性能。

　　（3）催化剂：引入催化剂水有利于担负雾度，并能在未昭彰沉染薄膜透过率的条目 下升高薄膜电导，但水用量与雾度、导电性并非线性相关，需要细致担负水用量。

　　（4）退火处罚：薄膜的组织、组成、电学、光学机能在折柳退火氛围及退火温度下 会发作转变。①退火空气对透过率有必定影响，据《退火照料对SnO2∶F薄膜光电 性能的感染》（李铭，2012），样品未退火前在可见光范畴内平均透过率为72.6%， 氛围中退火后的薄膜光透过率为70.5%，而氮气退火则为72.5%；②退火岁月和退火 温度对透光率有重染，高温退火后氟离子扩散出去，导致薄膜载流子浓度减小，从 而影响光电职能。

　　浮法产线高温高速拉引要求下较难进步反应气体行使率与膜层平均性。实际在线镀 膜临蓐中，平淡要低于日溶解量的拉引疾度智力保障产线安祥运行，但云云会变成 产量明显消沉，为了得到更高经济效果，必需抬高玻璃拉引速度。此时工艺优化与 操纵难度体眼前：（1）反响气体行使率，据《在线Low-E玻璃的理论与实施》（刘 起英等，2015），玻璃板高快拉引，薄膜成长只有1~3秒时代，条件成长速率要快， 气体流量要高，但这时全数板面上的热界线层很薄，气流不平衡，反应气体更动效 率就较低。（2）膜层均匀性，化学原料浸积响应速度与玻璃板温度呈正比，央浼厉 格掌握镀膜区板面温度和玻璃板横向温差，保证一概板面发展快率类似（板面宽度 甚至抵达5米），从而包管薄膜平均性。据《高疾拉引下“在线Low-E镀膜玻璃”生 产磋议》（兰明雄，2016），高拉引速度下，在线low-E常浮现板面白路和暗路、厚 度差、色差等均匀性问题，表示出高温高速拉引情况下low-E膜层平均性掌握难度， 而TCO玻璃对平均性哀求更高，工艺担当难度更上一个台阶。

　　TCO玻璃为非标产品，供应厂商为分裂客户定制化支配，客户粘性强。据TCO玻璃 主要供应商板硝子在欧洲妙技要旨知照介绍，板硝子产品厚度、化学本性各不相同， 产品时时是特地与单个客户协同部署分娩的非标品，由于薄膜太阳能电池客户对产 品规格、机能和裂痕负担特殊严格，需与每位客户配合验证产品机能。目前薄膜电 池手段路途仍有折柳，区别电池膜捆扎构、制备工艺、光谱曲线均有分手，与划分 TCO玻璃配套显露出的光电转移结果也就各有上下，所以TCO玻璃厂商寻常供应针 对客户膜捆扎构定制化策画产品。TCO玻璃质量与薄膜电池效益挂钩，下游验证需 要必然周期，且薄膜电池工业链相对封闭，是以产品验证通过平稳供应后，客户转 换成本较高，供销双方倾向形成万世清闲勾结相合。 TCO玻璃工艺方法具有扶植自研+工艺优化与把握壁垒，只要肯定工艺体验积淀的厂 商能完毕扶植与技艺的双浸打破，使得TCO玻璃赛道具有先发优势属性。又原由产 品需要上卑鄙皋牢陈设，头部企业简陋在客户设施将先发优势蜕变为卡位优势。

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