薄膜太陽能電池離不開你——在線TCO玻璃

      對于玻璃 并不陌生的你，了解“在線TCO玻璃”這個(gè)繞口的名詞嗎？它為什么這么稀罕？
　　力促太陽能作為清潔能源部分替代常規(guī)能源，似乎是新能源發(fā)展最為有效的途徑之一，因此太陽能電池自然成為低碳經(jīng)濟(jì)洪流的突破口。今年6月底，我國科技部、財(cái)政部和國家能源局下發(fā)的《關(guān)于做好2011年金太陽示范工作的通知》，被看作是為進(jìn)一步擴(kuò)大國內(nèi)光伏發(fā)電應(yīng)用規(guī)模、促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的明示。
　　薄膜太陽能電池被認(rèn)為是發(fā)展前景光明的新型太陽能電池，而其重要組件TCO玻璃的生產(chǎn)技術(shù)卻一直掌握在外商手中，成為我國薄膜太陽能電池發(fā)展揮之不去的鐐銬。去年底，在以鮑魚聞名的福建東山，我國首條在線TCO鍍膜玻璃生產(chǎn)線在點(diǎn)火投產(chǎn)，隨后此地將建成一個(gè)國內(nèi)一流的光伏及玻璃新材料產(chǎn)業(yè)基地。這預(yù)示著，薄膜太陽能電池發(fā)展的主動(dòng)權(quán)不久便回到自己手里。
　　日前，旗濱集團(tuán)在福建廈門與東山分別舉行了“在線TCO玻璃產(chǎn)品推介交流會(huì)”與“在線TCO玻璃研討會(huì)”。來自中國可再生能源學(xué)會(huì)、國家光伏產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、清華大學(xué)、廈門大學(xué)等10多所高校的20多位專家學(xué)者，以及美國新日能、臺(tái)灣聯(lián)相光電、漢能控股、鈞石能源、廈門索納光伏、杭州天裕等30多家境內(nèi)外企業(yè)參加了此次活動(dòng)，大家就光伏產(chǎn)業(yè)以及深層次發(fā)展領(lǐng)域的技術(shù)及業(yè)務(wù)進(jìn)行了探討和研究，對旗濱在線TCO產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)性能指標(biāo)給予了充分的肯定。
　　“在線TCO玻璃”：此前僅有日英可產(chǎn)
　　TCO玻璃導(dǎo)電氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxide)玻璃的縮寫，是指在平板玻璃表面通過物理或化學(xué)鍍膜方法均勻的鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄膜而形成的組件。“在線”則是指在生產(chǎn)玻璃的過程中鍍膜。
　　旗濱集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心副總侯英蘭告訴本報(bào)記者：“TCO在1907年時(shí)被發(fā)現(xiàn)，1940年首先應(yīng)用飛行器的擋風(fēng)玻璃上。經(jīng)過不斷的發(fā)展和研究，它不僅應(yīng)用于生產(chǎn)太陽能電池，還應(yīng)用于顯示器、熱反射鏡、透明表面發(fā)熱器、柔性發(fā)光器件及雷達(dá)屏蔽保護(hù)等領(lǐng)域。”
　　據(jù)介紹，TCO玻璃對可見光具有高透過率，而本身又具有高導(dǎo)電率。對非晶硅薄膜太陽能電池來說，由于中間半導(dǎo)體層幾乎沒有橫向?qū)щ娦阅埽虼吮仨毷褂肨CO玻璃有效收集電池的電流，同時(shí)TCO薄膜具有減反射的功能讓大部分光進(jìn)入吸收層；薄膜電池對TCO玻璃的光譜透過率、導(dǎo)電性、霧度等性能都有要求。隨著薄膜太陽能電池市場的發(fā)展，TCO玻璃市場變得非常緊俏，可以說薄膜電池的發(fā)展在一定程度上取決于TCO玻璃的改進(jìn)。
　　“TCO玻璃生產(chǎn)控制在少數(shù)國外廠商手中，如板硝子、旭硝子。”侯英蘭說，“我國近年來雖然有多家研究機(jī)構(gòu)和公司申請了TCO鍍膜的發(fā)明專利，但仍未真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并且鍍膜設(shè)備仍受國外生產(chǎn)商控制。難點(diǎn)還是在工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)方面的技術(shù)難關(guān)未得到攻破。”
　　去年12月28日，鼓樂聲中，旗濱玻璃建成的全國第一條、世界第三條日熔化600噸在線TCO鍍膜玻璃生產(chǎn)線點(diǎn)火投產(chǎn)，生產(chǎn)線所采用的技術(shù)是目前世界上玻璃產(chǎn)品的高端性技術(shù)。此前，其產(chǎn)品僅有日本旭硝子和英國皮爾金頓兩家公司能夠生產(chǎn)。
　　薄膜太陽能電池拉動(dòng)TCO玻璃需求高增長
　　“太陽能電池（光伏電池）主要分為晶體硅電池和薄膜電池，當(dāng)前晶體硅占整個(gè)光伏市場80%的份額，薄膜電池占比約20%。”侯英蘭介紹道。
　　晶硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池，其技術(shù)相對成熟，轉(zhuǎn)換率可達(dá)20%—25%。晶硅電池制造時(shí)要消耗大量電能和硅材料，而薄膜太陽能電池厚度只有幾微米到幾十微米，消耗材料是晶硅電池的1%，可沉積在玻璃、不銹鋼、塑料、陶瓷上，適用范圍廣，可節(jié)省大量硅材料，采用合適的生產(chǎn)工藝，可進(jìn)行大面積沉積，大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，因此薄膜太陽能電池被認(rèn)為是發(fā)展前景最為光明的新型太陽能電池。
　　因此，TCO玻璃的需求曲線正處在極強(qiáng)的上升區(qū)間。目前非晶硅薄膜太陽能電池已經(jīng)超過了光伏產(chǎn)業(yè)的10%，根據(jù)Nano Markets預(yù)測，2009—2015年期間的薄膜電池產(chǎn)量將有16倍的增長空間，復(fù)合增速高達(dá)58%；而按照國內(nèi)目前各廠商的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，國內(nèi)薄膜太陽能電池企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)大幅擴(kuò)產(chǎn)也將拉動(dòng)TCO玻璃需求高增長。
　　在線鍍膜優(yōu)勢明顯
　　在線TCO鍍膜玻璃的鍍膜技術(shù)采用的是化學(xué)氣相沉積法（CVD法），侯英蘭表示，化學(xué)氣相沉積法是目前世界上主要生產(chǎn)在線鍍膜玻璃的方法，在浮法玻璃生產(chǎn)線的錫槽的長度方向上選擇符合生產(chǎn)工藝要求的溫度區(qū)，插入多個(gè)鍍膜反應(yīng)器進(jìn)行鍍膜。
　　化學(xué)氣相沉積(CVD)是半導(dǎo)體工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的用來沉積多種材料的技術(shù)，包括大范圍的絕緣材料，大多數(shù)金屬材料和金屬合金材料。從理論上來說，是由兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個(gè)反應(yīng)室內(nèi)，然后他們相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種新的材料，沉積到玻璃表面上。
　　侯英蘭闡釋了“在線”的意義：“國內(nèi)目前沒有一條可以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的在線TCO鍍膜玻璃，在線成功的話，那將可以開辟在線TCO玻璃新的里程碑。在線生產(chǎn)的優(yōu)勢是一線二用，調(diào)節(jié)生產(chǎn)靈活，在浮法線上采用化學(xué)氣相沉積法(CVD法)生產(chǎn)鍍膜玻璃，可以根據(jù)市場需要，靈活調(diào)節(jié)其產(chǎn)品品種，既可生產(chǎn)浮法玻璃，也可生產(chǎn)其他品種鍍膜玻璃。另外，在線TCO玻璃光電性能穩(wěn)定，成品率高，耐候性好。”
　　由于采用了獨(dú)特的膜層結(jié)構(gòu)和配方設(shè)計(jì)，成品率高，同時(shí)具有優(yōu)良的光電性能，侯英蘭對于自己生產(chǎn)的在線TCO鍍膜玻璃很有信心，但許多廠家因長期使用進(jìn)口國外產(chǎn)品，對國內(nèi)生產(chǎn)的TCO玻璃還有一個(gè)測試及應(yīng)用的過程。
　　“但隨著旗濱TCO產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大及優(yōu)良的光電性能，相信會(huì)很快占領(lǐng)國內(nèi)市場。”侯英蘭對此亦有信心。