TCO導(dǎo)電玻璃

在太陽(yáng)能電池中，晶體硅片類電池的電極是焊接在硅片表面的導(dǎo)線，前蓋板玻璃僅需達(dá)到高透光率就可以了。薄膜太陽(yáng)能電池是在玻璃表面的導(dǎo)電薄膜上鍍制p-i-n半導(dǎo)體膜，再鍍制背電極。

透明導(dǎo)電氧化物的鍍膜原料和工藝很多，通過科學(xué)研究進(jìn)行不斷的篩選，主要有以下三種TCO玻璃與光伏電池的性能要求相匹配。

ITO鍍膜玻璃是一種非常成熟的產(chǎn)品，具有透過率高，膜層牢固，導(dǎo)電性好等特點(diǎn)，初期曾應(yīng)用于光伏電池的前電極。但隨著光吸收性能要求的提高，TCO玻璃必須具備提高光散射的能力，而ITO鍍膜很難做到這一點(diǎn)，并且激光刻蝕性能也較差。銦為稀有元素，在自然界中貯存量少，價(jià)格較高。ITO應(yīng)用于太陽(yáng)能電池時(shí)在等離子體中不夠穩(wěn)定，因此ITO鍍膜已非光伏電池主流的電極玻璃。

SnO2鍍膜也簡(jiǎn)稱FTO，主要是用于生產(chǎn)建筑用Low-E玻璃。其導(dǎo)電性能比ITO略差，但具有成本相對(duì)較低，激光刻蝕容易，光學(xué)性能適宜等優(yōu)點(diǎn)。通過對(duì)普通Low-E的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，制造出了導(dǎo)電性比普通Low-E好，并且?guī)в徐F度的產(chǎn)品。利用這一技術(shù)生產(chǎn)的TCO玻璃已經(jīng)成為薄膜光伏電池的主流產(chǎn)品。

氧化鋅基薄膜的研究進(jìn)展迅速，材料性能已可與ITO相比擬，結(jié)構(gòu)為六方纖鋅礦型。其中鋁摻雜的氧化鋅薄膜研究較為廣泛，它的突出優(yōu)勢(shì)是原料易得，制造成本低廉，無(wú)毒，易于實(shí)現(xiàn)摻雜，且在等離子體中穩(wěn)定性好。預(yù)計(jì)會(huì)很快成為新型的光伏TCO產(chǎn)品。主要存在的問題是工業(yè)化大面積鍍膜時(shí)的技術(shù)問題。

導(dǎo)電玻璃為摻雜氟的SnO2導(dǎo)電玻璃(SnO2:F)，簡(jiǎn)稱為FTO，其綜合性能常用直屬FTC來評(píng)價(jià)：FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率RS是薄膜的方阻值；在光學(xué)應(yīng)用方面，則要求其對(duì)可見光有好的透射性和對(duì)紅外有良好的反射性。對(duì)其基本要求是：①表面方阻低，②透光率高，③面積大、重量輕，④易加工、耐沖擊。

CharacteristicsofNSGTCO

TCO　Tvis(%)Haze(%)　Sheet　Resistance(ohms/sq)

HighTransmissionType(fortandem)　80to82　11to16　11to14

HighTransmissionType(fora-Si)　80to82　8to13　8to11

NormalTCO(fora-Si)79to818to128to11

1.光譜透過率　為了能夠充分地利用太陽(yáng)光，TCO鍍膜玻璃一定要保持相對(duì)較高的透過率。產(chǎn)量最多的薄膜電池是雙結(jié)非晶硅電池，并且已經(jīng)開始向非晶/微晶復(fù)合電池轉(zhuǎn)化。因此，非晶/微晶復(fù)合疊層能夠吸收利用更多的太陽(yáng)光，提高轉(zhuǎn)換效率，即將成為薄膜電池的主流產(chǎn)品。

2.導(dǎo)電性能　TCO導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電原理是在原本導(dǎo)電能力很弱的本征半導(dǎo)體中摻入微量的其他元素，使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。這些微量元素被稱為雜質(zhì)，摻雜后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。氧化銦錫（ITO）透明導(dǎo)電玻璃就是將錫元素?fù)饺氲窖趸熤?，提高?dǎo)電率，它的導(dǎo)電性能是最好的，最低電阻率達(dá)10-5Ωcm量級(jí)。

3.霧度　為了增加薄膜電池半導(dǎo)體層吸收光的能力，光伏用TCO玻璃需要提高對(duì)透射光的散射能力，這一能力用霧度（Haze）來表示。霧度即為透明或半透明材料的內(nèi)部或表面由于光漫射造成的云霧狀或混濁的外觀。以漫射的光通量與透過材料的光通量之比的百分率表示。

一般情況下，普通鍍膜玻璃要求膜層表面越光滑越好，霧度越小越好，但光伏用TCO玻璃則要求有一定的光散射能力。霧度控制比較好的商業(yè)化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃，霧度值一般為11%～15%。其不包含散射時(shí)的直接透過率曲線。

4.激光刻蝕性能　薄膜電池在制作過程中，需要將表面劃分成多個(gè)長(zhǎng)條狀的電池組，這些電池組被串聯(lián)起來用以提高輸出能效。因此，TCO玻璃在鍍半導(dǎo)體膜之前，必須要對(duì)表面的導(dǎo)電膜進(jìn)行刻劃，被刻蝕掉的部分必須完全除去氧化物導(dǎo)電膜層，以保持絕緣?？涛g方法有化學(xué)刻蝕和激光刻蝕兩種，但由于刻蝕的線條要求很細(xì)，一般為幾十微米的寬度，而激光刻蝕具有溝槽均勻，剔除干凈，生產(chǎn)效率快的特點(diǎn)。

5.耐候性與耐久性　TCO鍍膜一般都使用“硬膜”鍍制工藝，膜層具有良好的耐磨性、耐酸堿性。光伏電池在安裝上以后，尤其是光伏一體化建筑安裝在房頂和幕墻上時(shí)，不適宜進(jìn)行經(jīng)常性的維修與更換，這就要求光伏電池具有良好的耐久性，行業(yè)內(nèi)通用的保質(zhì)期是二十年以上。因此，TCO玻璃的保質(zhì)期也必須達(dá)到二十年以上。2100433B

非晶硅太陽(yáng)電池的方法有很多種，包括等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積，反應(yīng)濺射法、輝光放電法、電子束蒸發(fā)法和熱分解硅烷法等。

1、反應(yīng)濺射法：首先利用紅外光激光對(duì)TCO導(dǎo)電玻璃基片進(jìn)行激光刻線；激光刻線后進(jìn)行超聲清洗；基片清洗后裝入專用沉積夾具，推入烘箱進(jìn)行預(yù)熱；預(yù)熱后沉積夾具推入PECVD沉積真空室，利用PECVD沉積工藝，進(jìn)行非晶硅沉積；而后利用綠激光對(duì)沉積好非晶硅的基片進(jìn)行第二次激光刻線，刻線后進(jìn)行清洗；然后對(duì)清洗好的基片利用PVD技術(shù)，鍍金屬背電極復(fù)合膜，作為金屬背電極復(fù)合膜之一的氧化鋅層沉積在非晶硅層表面，其他金屬背電極層沉積在氧化鋅層之上；然后利用綠激光對(duì)沉積好金屬背電極的基片進(jìn)行第三次激光刻線，刻線后進(jìn)行清洗，至此，電池芯片結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成；之后對(duì)電池芯片進(jìn)行層壓封裝，并安裝接線盒及引出導(dǎo)線；最后，對(duì)組件進(jìn)行性能檢測(cè)，合格品裝箱。根據(jù)生產(chǎn)的光伏組件的大小規(guī)格，生產(chǎn)周期一般需要三至四小時(shí)。

2、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積方法：采用一連串沉積室，在生產(chǎn)中構(gòu)成連續(xù)程序，以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。同時(shí)，非晶硅太陽(yáng)電池很薄，可以制成疊層式，或采用集成電路的方法制造，在一個(gè)平面上，用適當(dāng)?shù)难谀９に?，一次制作多個(gè)串聯(lián)電池，以獲得較高的電壓。

3、輝光放電法：將一石英容器抽成真空，充入氫氣或氬氣稀釋的硅烷，用射頻電源加熱，使硅烷電離，形成等離子體，非晶硅膜就沉積在被加熱的襯底上。

公司是河南省高新技術(shù)企業(yè)，建立有省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心。公司近三年共研制出高白壓延太陽(yáng)能電池封裝玻璃、高白高透過度光學(xué)玻璃、太陽(yáng)能電池用增透膜玻璃、薄膜太陽(yáng)能電池用TCO導(dǎo)電玻璃，應(yīng)用于光伏發(fā)電領(lǐng)域。是省50戶高成長(zhǎng)性企業(yè)，2007年被省政府列為重點(diǎn)上市后備企業(yè)。

公司現(xiàn)有年產(chǎn)17.5萬(wàn)噸光伏太陽(yáng)能玻璃原片生產(chǎn)能力及年深加工1200萬(wàn)平方米光伏太陽(yáng)能玻璃鋼化能力，處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先地位。