TCO玻璃作為薄膜組件和鈣鈦礦電池組件的關(guān)鍵材料,中期BIPV政策推進(jìn)下,薄膜電池組件有望快速放量;長期鈣鈦礦電池有望引領(lǐng)新的技術(shù)變革,TCO玻璃市場有望加速擴(kuò)容,國產(chǎn)替代市場空間廣闊,有望成為傳統(tǒng)玻璃企業(yè)新的增長點。
TCO玻璃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(TransparentConductiveOxide)而形成的組件。對于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?,因此須使用TCO玻璃有效收集電池的電流,同時TCO薄膜具有高透和減反射的功能讓大部分光進(jìn)入吸收層。
Q:目前國內(nèi)、國外薄膜電池的實際出貨量?
A:國內(nèi)薄膜電池年出貨量不超過1GW。
硅基:基本無產(chǎn)能。
CIGS:1)國外:漢能早期收購CIGS電池制造商MiaSolé和Solibro后,國外CIGS產(chǎn)能較少。2)國內(nèi):漢能四川綿陽基地還有部分靶材及政府資金,生產(chǎn)柔性應(yīng)用小商品,無大批量供貨,其余基地均已停產(chǎn);中建材安徽蚌埠基地由300MW產(chǎn)能;神華北京及重慶基地均已關(guān)停。
碲化鎘:1)國外:主要產(chǎn)能為First Solar,2022簽訂訂單量超10GW,實際滿產(chǎn)產(chǎn)能不足8GW,計劃2023年底產(chǎn)能擴(kuò)張至16GW,新增產(chǎn)能主要為俄亥俄州3GW+馬來西亞3GW+印度3GW。2)國內(nèi):發(fā)電效率、造價不及晶硅,主要用于BIPV方向,實際出貨量不足300MW,代表企業(yè)有浙江龍焱能源。
鈣鈦礦:1)國外:規(guī)模較小,可忽略不計;2)國內(nèi):極電光能2022年底150MW小線投產(chǎn);杭州纖納光電投產(chǎn)100MW。國內(nèi)其他鈣鈦礦產(chǎn)線仍在規(guī)劃中。
Q:國內(nèi)薄膜電池所用的TCO玻璃厚度?
A:厚度含3.2mm、2.2mm兩種,目前國內(nèi)外TCO玻璃均以3.2mm為主,主要系2.2mm玻璃在高溫下良率不佳。
3.2mm:主流厚度,F(xiàn)irst Solar薄膜電池為普通雙玻組件,使用3.2mm超白浮法玻璃且不能鋼化,國內(nèi)薄膜電池對標(biāo)First Solar技術(shù),因此國內(nèi)同樣使用3.2mm厚度玻璃。
2.2mm:由于碲化鎘薄膜電池生產(chǎn)時含高溫工藝,2.2mm玻璃在高溫下良率不佳,實際生產(chǎn)應(yīng)用情況不理想。
Q:國內(nèi)TCO玻璃主要供應(yīng)商?
A:目前主要為大連旭硝子(2022年底被耀皮玻璃收購)及山東金晶科技,中建材、旗濱、安彩高科也有研發(fā)及規(guī)劃。
大連旭硝子(耀皮玻璃):目前大連旭硝子(耀皮玻璃)為主要供應(yīng)商,出貨量較大,主要系其技術(shù)、轉(zhuǎn)換效率(較金晶科技高1%+)為國內(nèi)最佳,但因產(chǎn)線較老故產(chǎn)品存在色差。
金晶科技:2019年底在山東淄博建成2條日熔量500T/D的TCO玻璃產(chǎn)線,效率略低于大連旭硝子(耀皮玻璃),但新建產(chǎn)線產(chǎn)品不存在色差。目前出貨量低于大連旭硝子(耀皮玻璃),未來隨著BIPV需求提升,且建筑幕墻對BIPV外觀要求較高,金晶科技產(chǎn)品無色差,出貨量有可能逐步增長,旭硝子產(chǎn)線技改也可以解決色差的問題。
中國玻璃:2020年已開始TCO玻璃研發(fā),2021年試驗產(chǎn)品效率低于大連旭硝子(耀皮玻璃)及金晶科技,規(guī)劃2023年TCO玻璃下線。
旗濱集團(tuán):2022年底計劃在云南準(zhǔn)備建TCO玻璃產(chǎn)線,處于前期規(guī)劃階段。
安彩高科:進(jìn)行TCO玻璃研發(fā)和儲備,但并未對外供貨。
浙江大明玻璃:過去曾有TCO玻璃送樣,但效率不佳,未有后續(xù)。
Q:薄膜電池對TCO玻璃的用量情況?
A:國內(nèi)薄膜電池產(chǎn)能不大,TCO玻璃產(chǎn)線為在線鍍膜,一般每年生產(chǎn)3次左右,每次生產(chǎn)約一個季度,隨后進(jìn)行檢修再進(jìn)行下次生產(chǎn)。
以100MW產(chǎn)線為例:1)碲化鎘:需要TCO玻璃80-100萬平;2)鈣鈦礦:按協(xié)鑫2m2鈣鈦礦電池8-9%的轉(zhuǎn)換效率計算,約需150-160萬平;3)CIGS:工藝與碲化鎘、鈣鈦礦相反,先鍍背電極再鍍ITO膜層,因此并不需要TCO玻璃。
Q:旭硝子產(chǎn)線形成色差的原因?
A:金晶科技新建產(chǎn)線配備5個鍍膜頭,4個用于TCO玻璃內(nèi)部4大膜層,剩余1個用于消除色差,而旭硝子產(chǎn)線建成較早,并未配備消色鍍膜頭,因此產(chǎn)品存在色差光斑。
下游薄膜電池若追求轉(zhuǎn)化效率會采購大連旭硝子(耀皮玻璃),若追求外觀則會采購金晶科技,目前地面電站使用大連旭硝子(耀皮玻璃)較多,BIPV等對外觀要求較高場景選擇金晶科技產(chǎn)品。
Q:薄膜電池廠商關(guān)注哪些TCO玻璃指標(biāo),生產(chǎn)的技術(shù)難點?
A:可見光透過率:行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求>80%,金晶科技和大連旭硝子(耀皮玻璃)約82%-83%,日本板硝子約85%。
方阻率:方阻率越低組件內(nèi)部電阻越小,但方阻率越低可見光透過率也會降低,難點在于尋找二者的平衡點。
玻璃外觀:膜層是否劃傷、外觀是否有色差、是否平整以及激光刻劃后膜層的爆破情況(吸收光能力)。
膜層內(nèi)氟含量:在線浮法玻璃要求氟含量控制在約1.4%-2.5%,超過2.5%會導(dǎo)致漏電、方阻增加,低于1.4%會導(dǎo)致導(dǎo)電性差,均會使組件效率下降。
對比離線鍍膜:離線鍍膜可解決氟含量的不穩(wěn)定性,但設(shè)備造價較貴、能耗較高、產(chǎn)能低于在線鍍膜,光伏領(lǐng)域考慮度電成本下基本采用在線工藝,金晶科技和大連旭硝子(耀皮玻璃)均為在線鍍膜技術(shù)。
Q:TCO價格情況?
A:3.2mm:2018年前板硝子在國內(nèi)蘇州有工廠,供貨價格約57-58元/平。2018年板硝子工廠撤除后,TCO玻璃價格上漲,目前大連旭硝子(耀皮玻璃)售價63-64元/平,金晶科技定價對標(biāo)大連旭硝子(耀皮玻璃),售價61-62元/平。
2.2mm:每平米價格較3.2mm高出幾元。
Q:TCO玻璃從送樣到實際應(yīng)用的驗證周期?耀皮收購旭硝子后是否需要重新驗證?
A:第一步驗證:首先檢測外觀,2-3天即可完成,其次驗證效率,一般1-2天,合計一周內(nèi)即可完成。
第二步驗證:第三方檢測機(jī)構(gòu)對效率穩(wěn)定性、膜層是否脫膜等進(jìn)行TÜV61730和61215驗證,約需半年左右。
耀皮玻璃收購旭硝子后產(chǎn)品質(zhì)量體系、膜系未不變化,不需要重新認(rèn)證,若膜層工藝變更了原材料則需要進(jìn)行上述重新驗證。
Q:碲化鎘、銅銦鎵硒、鈣鈦礦對TCO玻璃的要求有哪些差異,對不同薄膜電池,TCO玻璃企業(yè)是否要對產(chǎn)線進(jìn)行改造調(diào)整?
A:三類薄膜電池對TCO玻璃技術(shù)端要求相同,要求電阻率越低、透過率越高,TCO玻璃企業(yè)生產(chǎn)時不需要對產(chǎn)線進(jìn)行改造,但需要針對不同尺寸的薄膜電池產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整。
Q:First Solar雙玻組件使用幾塊TCO玻璃?
A:只用一塊,目前只在受光面使用,具體模型為太陽光射入受光面超白浮法玻璃→TCO(目前主要為FTO)膜層,TCO膜層吸收光后產(chǎn)生光伏效應(yīng)發(fā)電。
Q:真空玻璃能否用于TCO玻璃?
A:真空玻璃技術(shù)工藝不符,不能用于TCO玻璃生產(chǎn),但可以和TCO發(fā)電玻璃集成為BIPV組件。
Q:大連旭硝子(耀皮玻璃)成本是否高于金晶科技?
A:總體成本接近,結(jié)構(gòu)有高低差異。設(shè)備運營維護(hù):大連旭硝子(耀皮玻璃)成本高于金晶科技,主要考慮了折舊攤銷費用。實驗研發(fā):大連旭硝子(耀皮玻璃)成本低于金晶科技,主要系其技術(shù)成熟,金晶科技尚在研發(fā)摸索中。
Q:大連旭硝子(耀皮玻璃)技術(shù)發(fā)展
A:大連旭硝子(耀皮玻璃)沿用了收購產(chǎn)線的技術(shù)、專利,具備優(yōu)勢,但產(chǎn)線的技術(shù)終端能力集中在日本技術(shù)人員上,每年生產(chǎn)時由日本人員來大陸進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)生產(chǎn),國內(nèi)只負(fù)責(zé)生產(chǎn)質(zhì)量管控、銷售運營,因此在日本技術(shù)人員不常駐的情況下,大連旭硝子(耀皮玻璃)未來的技術(shù)端提升還需要耀皮來努力。
Q:國內(nèi)TCO玻璃與日本板硝子相比有哪些差距?
A:板硝子TCO玻璃與First Solar聯(lián)合開發(fā)專門用于薄膜電池的膜系,除膜層厚度差異外還摻雜稀有元素,屬于技術(shù)保密不對外公布。
FS協(xié)議約定板硝子只能向國內(nèi)銷售低端膜系(T1C-10以下)產(chǎn)品,且2018年后板硝子在中國撤廠,搬至越南,因此向國內(nèi)銷售沒有優(yōu)勢。
轉(zhuǎn)換效率來看,板硝子高端產(chǎn)品膜系本身轉(zhuǎn)換效率高于國內(nèi)約2%,F(xiàn)S膜層摻雜研發(fā)技術(shù)工藝使得轉(zhuǎn)換效率再高2-3%,因此國內(nèi)碲化鎘轉(zhuǎn)換效率16%-17%,F(xiàn)S已經(jīng)在20%以上。
Q:TCO玻璃價格隨下游訂單量增長有多大下降空間?
A:會降價但下降幅度不大,成本端來看,3.2mmTCO玻璃成本41元/平,其中原片成本21元/平,運營成本+設(shè)備折舊+良率研發(fā)成本20元/平,目前售價的毛利率約40%,具備一定的降本空間,預(yù)計降低到2018年同期57-58元/平,主要系TCO玻璃研發(fā)驗證周期較長,需要下游進(jìn)行配套驗證,剛開展TCO玻璃的企業(yè)可能需要2-3年時間才可實現(xiàn)批量供貨。
Q:耀皮玻璃的膜系是自行研發(fā)還是從收購公司直接拿來用的?
A:耀皮玻璃本身不具備TCO玻璃生產(chǎn)能力,膜系是沿用了收購的大連旭硝子技術(shù)體系。
Q:大型玻璃企業(yè)從零開始到生產(chǎn)成熟的TCO玻璃最快耗時多久?
A:既需要高學(xué)歷人才也需要有經(jīng)驗的技術(shù)人員,若能挖到1-2名專業(yè)技術(shù)人員,實驗驗證+穩(wěn)定性測試+分析報告+產(chǎn)線技術(shù)培訓(xùn)至少需要1年以上時間,后續(xù)還要進(jìn)行驗證測試。
Q:TCO玻璃在鈣鈦礦封裝成本占比多少?
A:TCO玻璃占35%-40%,背板封裝玻璃占10%-15%,制造成本占25%,封裝膠膜10%以上。
Q:對鈣鈦礦行業(yè)發(fā)展的趨勢判斷?
A:單結(jié)鈣鈦礦電池在小面積下轉(zhuǎn)換效率較高,大面積產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率會下滑,而小面積的成本較高,未來成本能否降到1元/w以下存疑。晶硅鈣鈦礦疊層電池面積較小,對轉(zhuǎn)換效率影響不大,目前還處于研發(fā)階段。
鈣鈦礦最近才開始進(jìn)行大面積應(yīng)用測試,認(rèn)證時間需2-3年,預(yù)計基本到2025年才可完成。主要包括:1)目前供應(yīng)鏈尚不完善,廠房建設(shè)、供應(yīng)鏈建設(shè)、設(shè)備采購招標(biāo)、供應(yīng)人員等體系均需摸索,并且產(chǎn)品穩(wěn)定性、成本、設(shè)備非標(biāo)設(shè)計還需要1年以上;2)生產(chǎn)節(jié)奏把控、馬拉松測試等至少需要1年時間;3)做出產(chǎn)品后的TÜV認(rèn)證等也需1年左右。
Q:碲化鎘目前的發(fā)展空間?
A:未來鈣鈦礦和碲化鎘在薄膜領(lǐng)域?qū)儆诟偁庩P(guān)系而非替代關(guān)系。
碲化鎘的優(yōu)勢:1)穩(wěn)定性得到FS商業(yè)電站近20年的驗證;2)標(biāo)桿企業(yè)FS穩(wěn)定、大面積轉(zhuǎn)換效率可達(dá)20%以上;3)目前國內(nèi)技術(shù)與FS仍有差距,未來有希望提升到20%左右;4)目前碲化鎘電池均為單面,F(xiàn)S于2022年計劃生產(chǎn)雙面碲化鎘電池,轉(zhuǎn)換效率提升到25%-26%以上;5)First Solar2022年單瓦成本低于晶硅,隨著產(chǎn)能規(guī)模增加,國內(nèi)碲化鎘電池成本將進(jìn)一步降低。
未來國內(nèi)碲化鎘產(chǎn)能預(yù)計2-3年內(nèi)將達(dá)到GW級別。