TCO镀膜工艺
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PVD制备TCO工艺总结PVD (Physical Vapor Deposition)工艺是一种常用的制备透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide,TCO)薄膜的方法。
TCO材料在太阳能电池、平板显示器等各种电子器件中具有重要的应用价值。
以下是PVD制备TCO工艺的总结:工艺流程:1.准备基底:选择适合的基底材料,如玻璃、聚合物等,并进行表面清洗和处理,以提高TCO薄膜的附着性。
2.准备靶材:选择合适的透明导电氧化物材料,如氧化锌(ZnO)或二氧化锡(SnO2)等,并将其制备成靶材。
3.靶材热蒸发:将制备好的靶材安装到蒸发器中,通入高纯度的惰性气体,如氩气。
通过加热靶材,使其蒸发并沉积在基底表面上。
4.薄膜沉积:在蒸发过程中,将基底放置在蒸发器上方的恰当位置,以使蒸发的材料能均匀地沉积在基底表面上。
可以调节基底与蒸发器之间的距离和角度来控制沉积速率和均匀性。
5.薄膜处理:制备好的TCO薄膜可能存在缺陷、杂质或应力等问题,需要进行后续的处理,如退火、离子束雕刻等,以提高薄膜的质量和性能。
6.薄膜测试:对制备好的TCO薄膜进行各项性能测试和表征,如电阻、透明度、厚度、粗糙度等,以确保薄膜符合要求。
工艺优点:1.高度可控性:PVD工艺可以精确地控制薄膜的沉积速率、成分和厚度,以满足特定应用的要求。
2.高成膜速率:通过调节蒸发器的参数,可以获得较高的薄膜沉积速率,提高生产效率。
3.薄膜质量优良:PVD工艺制备的TCO薄膜具有较高的结晶度和致密度,且表面光滑,有利于提高薄膜的传导性和透明度。
4.适用范围广:PVD工艺适用于各种基底材料和不同形状的器件制备,具有较高的工艺通用性。
工艺挑战:1.成本较高:相比于其他制备方法,PVD工艺需要较高的设备成本和能源消耗,因此在大规模生产中可能会受到经济因素的限制。
2.薄膜厚度均匀性:在PVD工艺中,薄膜的均匀性与基底与蒸发器之间的距离和角度有关。
玻璃TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxide)而形成的组件。
对于薄膜太阳能电池来说,由于中间半导体层几乎没有横向导电性能,因此必须使用TCO玻璃有效收集电池的电流,同时TCO 薄膜具有高透和减反射的功能让大部分光进入吸收层。
TCO玻璃的生产工艺TCO玻璃工艺主要分为超白浮法玻璃生产、TCO镀膜。
超白浮法玻璃生产工艺难度较高,世界上主要供应商有日本旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等,国内供应厂家有限,仅金晶科技、南玻、信义、旗滨能够供货。
TCO(Transparentconductingoxide)玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜,主要包括In、Sn、Zn 和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
TCO玻璃首先被应用于平板显示器中,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,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。
TCO镀膜玻璃的特性及种类在太阳能电池中,晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片表面的导线,前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了。
薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导电薄膜上镀制p-i-n半导体膜,再镀制背电极。
透明导电氧化物的镀膜原料和工艺很多,通过科学研究进行不断的筛选,主要有以下三种TCO玻璃与光伏电池的性能要求相匹配。
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。
TCO技术报告TCO玻璃分享薄膜太阳能电池行业高成长TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxide)而形成的组件。
对于薄膜太阳能电池来说,由于中间半导体层几乎没有横向导电性能,因此必须使用TCO玻璃有效收集电池的电流,同时TCO薄膜具有高透和减反射的功能让大部分光进入吸收层。
虽然目前晶硅电池占主流,薄膜电池也还存在种种问题需要解决,但是薄膜电池有其独特的优势使得发展前景广阔:转换效率和生产成本改善空间巨大,生产工序相对简单、生产能耗少,应用范围广泛;美国的薄膜产商First Solar发展非常迅速,后来者居上,已成为世界第一大太阳能电池企业;根据NanoMarkets预测,09-15年薄膜电池产量还将有16倍的增长空间,复合增速高达58%;而按照国内目前各厂商的扩产计划,国内薄膜太阳能电池企业的扩产大幅扩产将将拉动TCO玻璃需求高增长。
TCO玻璃的生产工艺TCO玻璃工艺主要分为超白浮法玻璃生产、TCO镀膜。
超白浮法玻璃生产工艺难度较高,目前世界上主要供应商有日本旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等,国内供应厂家有限,目前仅金晶科技、南玻、信义能够供货。
太阳能TCO镀膜玻璃当前以FTO玻璃为主,AZO玻璃将成为未来发展趋势,主要采用化学气相沉积法(FTO玻璃)和磁控溅射法(AZO玻璃)。
太阳能TCO玻璃供给有限,发展空间巨大当前太阳能TCO玻璃生产控制在少数国外厂商手中,如板硝子、旭硝子、AFG、PPG等;我国近年来虽然有多家研究机构和公司申请了TCO镀膜的发明专利,但仍未真正实现产业化,并且镀膜设备仍受国外生产商控制。
当前国内生产企业寥寥无几,已投产的仅有中国科技、南玻和信义,未来中航三鑫等企业将进军TCO玻璃行业。
我们看好TCO玻璃的发展空间。
产品介绍TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxide,简称TCO薄膜)而形成的组件。
TCO玻璃生产工艺及设备本文主要介绍了TCO玻璃生产工艺过程和TCO玻璃生产线的主要设备及其功能。
标签:TCO;玻璃;工艺;设备0 引言TCO部是浮法玻璃的深加工车间,有一条超白玻璃镀膜生产线,该生产线用于生产具有一定导电能力的薄膜电池基板玻璃。
1 TCO玻璃生产工艺TCO玻璃生产线主要由玻璃预处理、上片、磨边、清洗、加热、镀膜、再加热、退火、冷却、在线检测、喷粉、下片等生产工序组成。
TCO玻璃生产工艺过程分述如下:1.1 玻璃预处理玻璃预处理设备由切割机、玻璃清洗干燥机组成。
大片玻璃由装有吸盘的上片机送到上片台上;对于小片玻璃,则可由人工上片至上片台。
玻璃清洗过程主要包括普通水清洗和空气干燥。
玻璃清洗为连续进行,首先采用一般清水清洗,分冷热水二道,其中热水清洗水温35℃~45℃。
预处理后存放等待镀膜。
1.2 磨边与清洗(1)本工艺磨边为湿法磨边。
由上片机将玻璃片放在输送辊台上,进入第一次磨边,磨长边;转向后第二次磨边,磨短边。
(2)清洗分为两次,第一次使用自來水清洗,第二次使用去离子水清洗。
清洗过后将玻璃烘干。
1.3 加热本工艺采用格拉司通加热炉,格拉司通加热炉是目前世界上最为先进的加热设备,整个炉体内部各个点的温差不大于2度,保证玻璃在加热过程中受热均匀,为镀膜做准备。
两次再加热是为了保持工艺温度。
1.4 镀膜本工艺镀膜分为两种,一种是镀氧化硅膜,另一种是镀TCO膜。
氧化硅膜层直接镀在玻璃基板表面,TCO膜层镀在氧化硅膜层上。
镀膜臂将原料融合成气溶胶,在常压600度高温的情况下均匀的镀在玻璃上。
1.5 光谱性能检测在玻璃前、后处理,镀膜和过渡层沉积等工序均实现了全线在线检测、实时数据采集和自动形成图表,自主设计生产线各环节的自动控制软件及工艺窗口,实现生产线的全线自动控制。
1.6 卸片、包装、入库镀膜后的玻璃由机械或人工卸片,根据检验结果分类包装。
2 TCO玻璃生产设备2.1 TCO镀膜设备TCO部的核心设备是镀膜设备,由Beneq公司提供,由三层镀膜设备以及原料混合、供应设备组成。
机械行业周报20220522TCO 镀膜技术:传统与新型的较量2022年05月22日本周关注:高测股份、苏试试验、杭氧股份、杭可科技、三一重工本周核心观点:近期在原材料成本回落、疫情修复的背景下,机械板块超跌个股均有回升。
我们认为短期修复后,疫情长期影响仍值得关注。
因此我们更看好具备长期优势的龙头个股,以自身α抵御行业波动。
看好检测、工程机械板块。
本周主题:光伏异质结电池设备:TCO 镀膜技术及PVD 设备 本周主题:传统工艺磁控溅射:TCO 镀膜的传统工艺,国内外行业参与者众多。
磁控溅射为目前制备透明导电膜的主流工艺,通过辉光放电的等离子体,在磁场约束下轰击ITO 靶材并实现镀膜,该工艺具备膜厚均匀、易控制、镀膜工艺稳定以及薄膜与基片附着力较强等多种优势。
该种工艺目前相对成熟,行业参与者众多。
通过我们的梳理和分析,国内外PVD 设备均向着智能化和低成本的方向拓展,在性能方面具备较多共性,包括双面镀、大尺寸硅片兼容性、高产能以及高自动化程度等。
新型工艺反应等离子体沉积:TCO 镀膜的新型工艺,工艺特点使得光电转换效率具备天然优势。
反应等离子体沉积是日本住友重工的专利技术,主要通过靶材升华生产生气的方式实现薄膜沉积,由于工艺本身特性,镀膜过程中减少了对非晶硅薄膜的轰击,使得光电转换效率有0.6%的效率增益。
日本住友于2019年将中国区域RPD 设备制造和销售权转让给国内企业。
通过二次技术开发,RPD 设备实现技术升级,助力隆基研发,一周内两次创造25.82%、26.30%的世界纪录,具备较强的技术开发潜力。
组合工艺PAR :兼具高转换效率及低设备投资成本的优点,发展潜力大。
由于RPD 仍存在生产效率低级靶材利用率低等障碍,国内企业综合PVD+RPD 设备优势,PAR 设备扬帆起航。
异质结太阳能电池中透明导电膜中,正面透明导电膜为主要入光面,需要具备高透光性与导电性,而背面透明导电膜主要功能为导电。
TCO镀膜的心得TCO镀膜心得1、概述TCO(transparent conducting oxide)玻璃,即所谓的透明导电氧化物镀膜玻璃。
它主要是在玻璃表面镀上一层透明的导电氧化物薄膜(主要包括In、Sn、Zn和Cd),使玻璃具有良好的电学性能,用于太阳能电池和平板显示器。
2、市场分析从现在市面上的导电玻璃来看,ITO(氧化铟锡-Indium Tin Oxide)导电玻璃仍然是平板显示器行业的主要玻璃电极产品。
但随着近年来晶体硅价格的上涨推动了薄膜太阳能电池的发展,所以光伏用TCO 玻璃电极的市场需求也随之增加。
3、从LOW-E到TCO从LOW-E膜到TCO导电膜,它们所采用的设备基本都是同一套,不同点在于镀TCO薄膜,需要增加供氧设备,在稀释空气流中注入一定的氧气,增加氧含量。
从TCO薄膜的成分主要是二氧化锡来看,增加氧含量主要是保证锡能够充分氧化形成二氧化锡机构。
TCO薄膜功能层原料还是单丁基三氯化锡(MBTC)、三氟乙酸、H2O,阻挡层原料为SiH4、CO2、C2H4。
4、TCO玻璃的主要技术参数1)光谱透过率显然,TCO玻璃主要用于太阳能发电,所以我们希望能够充分利用太阳光,这就要求TCO镀膜玻璃一定要保持相对较高的透过率。
这样便能吸收更多的太阳光,提高转化利用率。
下表是TCO玻璃的太阳光透射比数据:表1 TCO太阳光透射比样品编号玻璃面1 玻璃面2 玻璃面3波长(nm)实测值% 实测值% 实测值% 平均值% 350 37.397 41.501 41.587 40.162 400 53.708 57.429 57.626 56.254 45060.462 64.351 64.08 62.964 500 67.518 70.327 70.131 69.325 550 70.166 72.086 72.053 71.435 600 73.615 75.442 75.647 74.901 650 72.813 74.706 74.095 73.871 700 72.601 73.203 73.398 73.067 750 73.521 74.375 74.204 74.033 800 70.777 72.592 71.491 71.620 850 67.207 68.677 67.694 67.859 900 65.063 65.86 65.322 65.415 950 64.122 64.772 64.272 64.389 1000 62.793 63.497 62.82 63.037 1050 60.777 61.688 60.849 61.105 1100 58.445 59.4 58.528 58.791 1150 55.985 56.987 56.034 56.335 1200 53.106 54.308 53.09 53.501 1250 49.637 51.093 49.592 50.107 1300 45.665 47.389 45.514 46.189 1350 41.097 42.948 40.807 41.617 1400 36.063 37.904 35.633 36.533 1450 30.965 32.712 30.532 31.403 1500 25.776 27.301 25.379 26.152 1550 20.792 22.047 20.521 21.120 1600 16.267 17.223 16.131 16.540 1650 12.747 13.455 12.694 12.965 1700 10.01 10.511 10.025 10.182 1750 7.88 8.217 7.903 8.000 1800 6.1 6.376 6.189 6.222 从表1中,我们看以得到TCO玻璃的高透射比只要集中在可见光光谱范围和近红外的一部分,而这些都是太阳辐射能量集中的波段。
tco层镀膜工艺TCO层镀膜工艺介绍TCO(透明导电氧化物)层镀膜工艺是一种用于制备透明导电膜的技术。
该技术广泛应用于太阳能电池、液晶显示器、光电子器件等领域。
本文将介绍TCO层镀膜工艺的原理、应用和最新研究进展。
原理TCO层镀膜工艺使用一种或多种氧化物作为镀膜材料。
这些氧化物具有良好的导电性和透明性,因此非常适合用于制备透明导电膜。
在制备过程中,先将基底材料进行清洗和预处理,然后将氧化物溶液沉积在基底上。
通过热处理或化学反应,形成均匀、透明的导电膜。
应用TCO层镀膜工艺在太阳能电池、液晶显示器、光电子器件等领域具有广泛的应用。
太阳能电池在太阳能电池中,TCO层镀膜工艺可以用来制备透明导电膜,提高太阳能电池的光吸收效率和电流输出。
此外,TCO层还能够降低电池表面的反射,提高光的利用率。
液晶显示器在液晶显示器中,TCO层镀膜工艺可以用于制备透明导电电极,用于控制液晶分子的取向和光的透射。
通过使用TCO层,可以提高液晶显示器的图像质量和响应速度。
光电子器件TCO层镀膜工艺还可以用于制备光电子器件中的透明导电膜,如光伏电池、有机光电转换器件等。
这些器件需要透明的导电膜来收集和输送电流,TCO层镀膜技术能够满足这一需求。
最新研究进展TCO层镀膜工艺在近年来得到了广泛的研究和应用。
研究人员致力于提高TCO层的导电性、透明性和稳定性。
他们通过控制材料的组成、厚度和制备工艺等参数,不断优化TCO层的性能。
此外,还有研究者尝试将TCO层和其他材料结合起来,以实现更多样化的功能。
结论TCO层镀膜工艺是一种重要的制备透明导电膜的技术。
它在太阳能电池、液晶显示器、光电子器件等领域有着广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和研究的深入,相信TCO层镀膜工艺将会在未来发展出更多的应用和创新。
优势与挑战优势•高透明性:TCO层具有高透明性,可以使光线穿透并达到下层材料。
•优良的导电性:TCO层有较低的电阻,能够有效地传导电流。
tco成膜原理TCO成膜原理TCO(透明导电氧化物)薄膜是一种具有高透明度和导电性能的材料,广泛应用于太阳能电池、液晶显示器、光电器件等领域。
TCO 薄膜的制备过程中,成膜原理起着至关重要的作用。
TCO薄膜的成膜原理主要包括物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两种方法。
物理气相沉积是通过将高纯度的氧化物靶材蒸发或溅射到基底表面,形成薄膜。
而化学气相沉积则是通过在气氛中加入特定的气体,使其在基底表面发生化学反应生成薄膜。
在物理气相沉积中,常用的方法包括磁控溅射和电子束蒸发。
磁控溅射是将氧化物靶材置于真空室中,通过加热或电子束轰击使其蒸发,然后通过磁场控制蒸发物质的运动方向,最终在基底表面形成薄膜。
电子束蒸发则是利用电子束的高能量使靶材蒸发,并在基底表面形成薄膜。
化学气相沉积主要包括热分解法和化学气相沉积法。
热分解法是通过将气体在高温条件下分解生成反应物,然后在基底表面发生化学反应形成薄膜。
化学气相沉积法则是通过将气体在基底表面进行化学反应生成薄膜。
无论是物理气相沉积还是化学气相沉积,TCO薄膜的成膜过程都需要控制多个参数,如沉积温度、气氛成分、沉积速率等。
这些参数的选择对薄膜的性能和质量有着重要影响。
例如,沉积温度过高可能导致薄膜结晶不完全,影响导电性能;气氛成分的变化可能改变薄膜的透明度和导电性能。
TCO薄膜的成膜过程中还需要考虑基底表面的处理。
基底表面的清洁度和平整度对薄膜的附着力和均匀性有着重要影响。
常用的基底处理方法包括超声清洗、离子打磨和表面活化处理等。
TCO薄膜的成膜原理是通过物理气相沉积或化学气相沉积的方法,在控制好各种参数的条件下,使氧化物材料在基底表面形成高透明度和导电性能的薄膜。
这些薄膜在光电器件领域具有广泛的应用前景,为相关领域的发展提供了重要的支持。
tco层镀膜工艺TCO层镀膜工艺是一种在透明导电氧化物(TCO)薄膜上进行涂层的工艺。
TCO薄膜是一种具有高透明度和电导率的材料,常用于太阳能电池、平板显示器、触摸屏等领域。
通过在TCO薄膜上进行特殊的涂层处理,可以进一步改善其光电性能,提高材料的透明度和导电性能。
在TCO层镀膜工艺中,首先需要选择合适的TCO材料作为基底。
常用的TCO材料包括氧化锌(ZnO)和氧化锡(SnO2)等。
这些材料具有高透明度和良好的电导率,能够满足各种应用的需求。
在选择了合适的TCO材料后,需要进行表面处理,以提高涂层的附着力和光电性能。
常用的表面处理方法包括溶液洗涤、表面活化和氧化处理等。
这些处理方法可以去除基底表面的杂质和氧化物,并增加表面的粗糙度,从而提高涂层的附着力。
在表面处理完成后,可以进行TCO层的涂覆。
涂覆可以使用不同的方法,包括溶胶凝胶法、磁控溅射法和喷雾法等。
其中,溶胶凝胶法是一种常用的涂覆方法,它可以通过控制溶胶的浓度和pH值来调节薄膜的性能。
磁控溅射法是一种物理气相沉积方法,可以得到较高质量的TCO薄膜。
喷雾法是一种简单易行的涂覆方法,适用于大面积的涂覆。
涂覆完成后,需要进行退火处理,以消除涂层中的应力和提高其结晶性。
退火温度和时间的选择对于涂层的性能具有重要影响。
合适的退火条件可以提高涂层的电导率和透明度。
在TCO层涂覆完成后,可以进行表面处理和封装。
表面处理可以使用化学蚀刻或机械抛光等方法,以去除表面的杂质和缺陷。
封装可以使用有机玻璃或硅胶等材料,以保护涂层不受外界环境的影响。
总结起来,TCO层镀膜工艺是一种通过在透明导电氧化物薄膜上进行涂层处理的工艺。
这种工艺可以提高薄膜的光电性能,增强其透明度和导电性能,满足各种应用的需求。
在工艺中,选择合适的TCO材料、进行表面处理、涂覆和退火处理等步骤都是非常关键的。
通过合理的工艺设计和优化,可以得到高质量的TCO层薄膜,推动透明电子技术的发展。
透明导电氧化物(transparentconductiveoxide简称TCO)薄膜主要包括In、Sb、Zn 和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料,具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等共同光电特性,广泛地应用于太阳能电池、平面显示、特殊功能窗口涂层及其他光电器件领域。
透明导电薄膜以掺锡氧化铟(tindopedindiumoxide简称ITO)为代表,研究与应用较为广泛、成熟,在美日等国已产业化生产。
近年来ZnO薄膜的研究也不断深入,掺铝的ZnO薄膜(简称AZO)被认为是最有发展潜力的材料之一。
同时,人们还开发了Zn2SnO4、In4Sn3O12、MgIn2O4、CdIn2O4等多元透明氧化物薄膜材料。
TCO薄膜的制备工艺以磁控溅射法最为成熟,为进一步改善薄膜性质,各种高新技术不断被引入,制备工艺日趋多样化。
本文综述以ITO和AZO为代表的TCO薄膜的研究进展及应用前景。
一、TCO薄膜的发展TCO薄膜最早出现于20世纪初,1907年Badeker首次制成了CdO透明导电薄膜,引起了人们的较大兴趣。
但是,直到第二次世界大战,由于军事上的需要,TCO薄膜才得到广泛的重视和应用。
1950年前后出现了SnO2基和In2O3基薄膜。
ZnO基薄膜兴起于20世纪80年代。
相当长一段时间,这几种材料在TCO薄膜中占据了统治地位。
直到上世纪90年代中期,才有新的TCO薄膜出现,开发出了多元TCO薄膜、聚合物基体TCO薄膜、高迁移率TCO薄膜以及P型TCO薄膜。
而SnO2基和In2O3基材料也通过掺加新的元素而被制成了高质量TCO薄膜。
最近,据媒体报导,美国俄勒冈大学研究人员对TCO材料的研究取得重大突破,他们研制出一种便宜、可靠且对环境无害的透明导电薄膜材料。
该材料可用于制作透明晶体管,用来制造非常便宜的一次性电子产品、大型平面显示器和可折叠又方便携带的电器。
科学家称,这项研究成果将引导新产业和消费领域的发展。
TCO玻璃扫盲标签:雾度光伏电池导电机能镀膜玻璃分类:进修TCO(Transparent conducting oxide)玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,是在平板玻璃概况经由过程物理或者化学镀膜的办法平均镀上一层透明的导电氧化物薄膜,重要包含In.Sn.Zn和Cd 的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料.TCO玻璃运用在透明导电电极.高温电子器件等范畴,如太阳能电池.液晶显示器.光探测器.窗口涂层等.平板显示器中,如今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.在太阳能电池中,晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片概况的导线,前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了.薄膜太阳能电池是在玻璃概况的导电薄膜上镀制pin半导体膜,再镀制背电极.与光伏电池的机能请求相匹配的三种TCO玻璃:ITO镀膜玻璃.一种异常成熟的产品,具有透过率高,膜层稳固,导电性好等特色,初期曾运用于光伏电池的前电极.但跟着光接收机能请求的进步,TCO玻璃必须具备进步光散射的才能,而ITO镀膜很难做到这一点,并且激光刻蚀机能也较差.铟为罕见元素,在天然界中贮存量少,价钱较高.ITO运用于太阳能电池时在等离子体中不敷稳固,是以今朝ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃.SnO2镀膜也简称FTO,今朝主如果用于临盆建筑用LowE玻璃.其导电机能比ITO略差,但具有成底细对较低,激光刻蚀轻易,光学机能合适等长处.经由过程对通俗LowE的临盆技巧进行进级改良,制作出了导电性比通俗LowE好,并且带有雾度的产品.运用这一技巧临盆的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品.氧化锌基薄膜的研讨进展敏捷,材料机能已可与ITO比拟较,构造为六方纤锌矿型.个中铝掺杂的氧化锌薄膜研讨较为普遍,它的凸起优势是原料易得,制作成本低廉,无毒,易于实现掺杂,且在等离子体中稳固性好.估计会很快成为新型的光伏TCO产品.今朝重要消失的问题是工业化大面积镀膜时的技巧问题.光伏电池对TCO镀膜玻璃的机能请求:1.光谱透过率为了可以或许充分地运用太阳光,TCO镀膜玻璃必定要保持相对较高的透过率.今朝,产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池,并且已经开端向非晶/微晶复合电池转化.是以,非晶/微晶复合叠层可以或许接收运用更多的太阳光,进步转换效力,即将成为薄膜电池的主流产品.2.导电机能TCO导电薄膜的导电道理是在本来导电才能很弱的本征半导体中掺入微量的其他元素,使半导体的导电机能产生明显变更.这些微量元素被称为杂质,掺杂后的半导体称为杂质半导体.氧化铟锡(ITO)透明导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中,进步导电率,它的导电机能在今朝是最好的,最低电阻率达105Ωcm量级.3.雾度为了增长薄膜电池半导体层接收光的才能,光伏用TCO玻璃须要进步对透射光的散射才能,这一才能用雾度(Haze)来暗示.雾度即为透明或半透明材料的内部或概况因为光漫射造成的云雾状或混浊的外不雅.以漫射的光通量与透过材料的光通量之比的百分率暗示.一般情形下,通俗镀膜玻璃请求膜层概况越滑腻越好,雾度越小越好,但光伏用TCO玻璃则请求有必定的光散射才能,雾度值的大小依据吸光效力来肯定.一般公认的散射理论以为接近光线波长的颗粒会促进向前散射,所以在光伏行业请求供给粒径是100500nm的颗粒来达到请求的雾度程度.今朝,雾度掌握比较好的贸易化TCO玻璃是AFG的PVTCO玻璃,雾度值一般为11%~15%.其不包含散射时的直接透过率曲线.4.激光刻蚀机能TCO玻璃在镀半导体膜之前,必须要对概况的导电膜进行刻划,被刻蚀失落的部分必须完整除去氧化物导电膜层,以保持绝缘.刻蚀办法今朝有化学刻蚀和激光刻蚀两种,但因为刻蚀的线条请求很细,一般为几十微米的宽度,而激光刻蚀具有沟槽平均,剔除清洁,临盆效力快的特色.5.耐候性与经久性TCO镀膜一般都运用“硬膜”镀制工艺,膜层具有优越的耐磨性.耐酸碱性.光伏电池在装配上今后,尤其是光伏一体化建筑装配在房顶和幕墙上时,不合适进行经常性的维修与改换,这就请求光伏电池具有优越的经久性,今朝,行业内通用的保质期是二十年以上.是以,TCO玻璃的保质期也必须达到二十年以上.★。
(二)、TCO镀膜玻璃生产工艺技术
1、TCO镀膜玻璃技术综述
TCO镀膜玻璃生产技术有磁控溅射、金属有机物化学气相沉积、喷雾热解、脉冲激光沉积、溶胶 - 凝胶法等方法。
比较成熟的规模生产方式为在线镀膜(化学气象沉积如FTO 玻璃)和离线镀膜(磁控溅射如AZO玻璃等)。
不管是在线镀膜还是离线镀膜,TCO镀膜玻璃生产技术控制在少数国外厂商手中,如日本板硝子、旭硝子、美国AFG等;我国近年来虽然有多家研究机构和公司申请了TCO镀膜的发明专利,但仍未真正实现产业化,并且镀膜设备仍受国外生产商控制。
高品质的太阳能TCO玻璃基本被日本的旭硝子、板硝子和美国的AFG垄断,其中日本旭硝子是全球FTO玻璃最大的供应商,拥有浮法在线金属有机物化学气相沉积镀膜的系统专利技术,生产成本低廉。
国内的南玻集团、信义科技也在开发生产,但还没有形成生产规模,并且主要是离线方式生产。
AZO、ITO、FTO三种TCO玻璃,技术性能对比:
2、各种镀膜技术简述
2.1在线镀膜技术简述
在线镀膜:就是在浮法玻璃生产线锡槽的上方,安装镀膜设备,一般采用APCVD (Atmospheric pressure chemical vapor deposition 常压化学气相沉积)工艺镀膜。
APCVD技术特点如下:
(1)通过反应、蒸发将金属氧化物沉积在加热的浮法玻璃表面;
(2)工艺温度在400~700℃;
(3)镀膜工艺集成在玻璃成型过程中;
(4)工艺设备相对简单;
(5)涂层与基体结合强度高;
(6)会产生有害气体,增加生产成本。
(7)目前FTO在线镀膜技术比较成熟,AZO在线镀膜正在研发之中,尚不成熟。
2.2离线镀膜技术简介
2.2.1工作原理
磁控溅射镀膜的工作原理是:惰性气体在低压强下受电场的作用产生辉光放电,形成的离子轰击阴极表面产生溅射现象,溅射出的靶原子沉积在玻璃基片上就形成各种薄膜。
当在放电气氛中充入活性气体时,溅射出的靶原子在到达基片时与活性气体反应而形成化合物膜。
使用不同的靶材或不同的反应气体可以得到各种不同特性膜。
2.2.2工艺流程
2.2.3技术特点如下:
(1)沉积层是在真空条件下获得的,膜层的纯度高;
(2)沉积在真空条件下进行,没有有害气体排出,属于无污染技术;
(3)根据用户要求,可方便控制工艺参数;
(4)镀膜设备模块化设计,产能调整方便;
(5)设备价格较贵。
2.3 TCO在线与离线镀膜的特点分析。