目前鈣鈦礦電池中主要采用在線鍍膜TCO玻璃,但離線鍍膜亦可生產TCO玻璃,離線工藝隨著規模擴大降本空間大。
何為TCO玻璃
TCO是Transparent Conductive Oxide(透明導電氧化物)的簡稱,是透明導電薄膜的一大分類,也是最重要的類別。除了TCO,透明導電薄膜還包括透明導電金屬薄膜、非氧化物半導體薄膜、碳基薄膜、含有分散導電粒子的交聯體薄膜等。透明導電氧化物薄膜是半導體材料家族中的重要一員,具有光學帶隙寬、可見光透過率高、紅外反射率高、導電性好、機械強度高、化學穩定性好等特點,因此光電子領域采用的透明導電薄膜多數都是TCO材料。常見的TCO材料包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其復合多元氧化物薄膜材料。
TCO玻璃就是鍍有透明導電氧化物薄膜的玻璃材料,在平板顯示器件電極、薄膜太陽能電池電極、智能變色玻璃電極、隔熱節能視窗、加熱防霧玻璃、電磁屏蔽視窗、氣敏元件等領域具有廣泛應用。
隨著電池產業的進一步發展,特別是鈣鈦礦電池的產業化實施,國內TCO行業會迎來新的爆發式發展。
TCO玻璃,離線和在線鍍膜的技術之爭
目前鈣鈦礦電池中主要采用在線鍍膜TCO玻璃,但離線鍍膜亦可生產TCO玻璃,離線工藝隨著規模擴大降本空間大。
1)在線/離線工藝均可生產光伏用TCO玻璃,其平整度、電阻率等指標差異較小,目前由于鈣鈦礦需求量較小,離線產品成本高于在線。
2)理論上離線鍍膜具備更大的降本空間。參考LOW-E玻璃的價格變化,08年6mm在線、離線LOW-E玻璃分別為110、150元/平,而22年分別為50、35.5元/平。
3)目前國內離線產線占鍍膜產線的比重達到95%。在線工藝技術壁壘高,僅有少數廠家掌握,擴產存在難度;而離線工藝已經基本實現國產化。若未來每年鈣鈦礦電池裝機向晶硅體量靠攏(百GW),在線的產能難以滿足市場需求。
4)電池廠對離線、在線工藝并不在意,轉化效率和成本是核心考慮因素。TCO玻璃是鈣鈦礦電池中的核心材料,產業鏈中建議關注玻璃生產(金晶科技、耀皮玻璃)及設備企業(北玻股份)。
鈣鈦礦電池目前還沒有完全實現產業化,但發展勢頭強勁。單結鈣鈦礦電池實驗室效率已達25.7%,居各類薄膜電池之首,逼近單晶硅的水平,理論轉換效率超過33%,仍有很大上升空間,有望成為新一代太陽能電池的主力軍。
我國在鈣鈦礦電池研究與產業化推進方面都位居世界前列,國內已經建成數條百MW級的鈣鈦礦電池中試線,開始實現生產與電站應用。