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国内TCO玻璃的现状和来源

张其峰

摘要：本文简单介绍了太阳电池用TCO的种类、性能和国内外厂家情况介绍，并

介绍了不同种类的TCO玻璃的优缺点和用途范围。

关键词：太阳电池TCO玻璃性能

TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，现在ITO类型的导电玻璃仍是平板显示

器行业的主流玻璃电极产品。近几年，晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳

能电池的发展，目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10％，光伏用TCO

玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速增长，成为了一个炙手可热的高

科技镀膜玻璃产品。

一、TCO玻璃简介：

透明导电玻璃（TransparentConductiveOxide,TCO）是在平板玻璃表面

通过物理或者化学镀膜的方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜。氧化物包

括CdO,ZnO,ZnO:M(M=Al,Ga,In,F),ITO,FTO,Sb-SnO2(ATO)等。TCO

有两个主要指标：一是对可见光的高透过率(Tavg80%),另一个是高的导电率

(R10-3Ω·cm)。

透明导电氧化物的制备方法很多，目前有磁控溅射、金属有机物化学气相沉

积(MOCVD)、喷雾热解、脉冲激光沉积、溶胶-凝胶法等。目前，效果最佳方法

是（射频）磁控溅射，该工艺已经成熟，并用于ITO薄膜的商业化生产，但由于

设备和靶材等价格较高，且不利于制备大面积的导电薄膜。成本更低廉的化学制

备方法是未来透明导电氧化物玻璃的制备工艺的改进方向。

二、与光伏电池的性能要求相匹配的三种TCO玻璃：

ITO镀膜玻璃，是一种非常成熟的产品，具有透过率高，膜层牢固，导电性好

等特点，初期曾应用于光伏电池的前电极。但随着光吸收性能要求的提高，TCO玻

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璃必须具备提高光散射的能力，而ITO镀膜很难做到这一点，并且激光刻蚀性能

也较差。铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格较高。ITO应用于太阳能电池

时在等离子体中不够稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃。

FTO镀膜玻璃，是现在薄膜太阳电池用的主流产品。为掺杂氟的SnO2导电玻

璃(SnO2:F)，FTO玻璃可以做为ITO导电玻璃的替换用品，广泛用于液晶显示屏，

光催化，薄膜太阳能电池基底等方面，市场需求极大。其导电性能比ITO略差，

但具有成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点。通过对普通Low-E

的生产技术进行升级改进，制造出了导电性比普通Low-E好，并且带有雾度的产

品。利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品。对其基本

要求是：①表面方阻低，②透光率高，③面积大、重量轻，④易加工、耐冲击。

AZO玻璃，为铝掺杂的氧化锌薄膜。是近年来研究的热点，氧化锌基薄膜的研

究进展迅速，材料性能已可与ITO相比拟，结构为六方纤锌矿型。它的突出优势

是原料易得，制造成本低廉，无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中稳定性好，

与ITO、FTO相比，AZO薄膜更适合于作为薄膜太阳电池的透明导电电极。预计会

很快成为新型的光伏TCO产品。目前主要存在的问题是工业化大面积镀膜时的技

术问题。

AZO的优势在于:

1.国内溅射工艺成熟,不缺乏相关技术人才.

2.溅射工艺简单,AZO镀膜玻璃各项参数容易调整

3溅射良率高,可达90%

4.由于溅射AZO只需要对玻璃加温到300°,所以玻璃平整度较好.

5.AZO不含有F,没有氢还原现象.

6.AZO红外透过方面优于FTO.

作为高新技术，我国目前最高只能开发出可见光平均透光率达到80％左右的

透明导电膜，还没有超过90％。在高透光率低方阻透明导电膜的研究领域里，将

是机遇与挑战并存，需要我们做更深入的研究。目前我国需要进一步从材料选择、

工艺参数制定、多层膜光学设计等方面来提高透明导电膜的综合性能，使其可见

光平均透光率达到92%以上，从而满足高尖端技术的需要。

三、光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求：

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