光伏玻璃

　　光伏玻璃概述

　　光伏玻璃就是超白玻璃又稱無色玻璃.地鐵玻璃，具有高透光率.高透明性.產(chǎn)品晶瑩剔透家族“水晶王子”之稱。透光率決定玻璃的品質(zhì)，浮法玻璃的透光率為86%，而超白玻璃透光率可達(dá)92%以上。超白玻璃科技含量高，生產(chǎn)難度大，具有較強(qiáng)的獲利能力。

　　光伏玻璃位于組件正面的最外層，在戶外環(huán)境下，直接加收陽光照射。一是利用其高的透射率為電池片提供光能，二是利用其良好的物理性能為太陽能電池組件良好的機(jī)械性能，并且保護(hù)組件不收水汽的侵蝕，阻隔氧氣防止氧化.耐高低溫.良好的絕緣性和來老化性能.耐腐蝕性能。

　　(一)光伏玻璃的制作材料

　　光伏玻璃就是超白玻璃又稱無色玻璃.地鐵玻璃，具有高透光率.高透明性.產(chǎn)品晶瑩剔透家族“水晶王子”之稱。透光率決定玻璃的品質(zhì)，浮法玻璃的透光率為86%，而超白玻璃透光率可達(dá)92%以上。超白玻璃科技含量高，生產(chǎn)難度大，具有較強(qiáng)的獲利能力。

　　光伏玻璃位于組件正面的最外層，在戶外環(huán)境下，直接加收陽光照射。一是利用其高的透射率為電池片提供光能，二是利用其良好的物理性能為太陽能電池組件良好的機(jī)械性能，并且保護(hù)組件不收水汽的侵蝕，阻隔氧氣防止氧化.耐高低溫.良好的絕緣性和來老化性能.耐腐蝕性能。

　　首先是二氧化硅，其主要是起著網(wǎng)絡(luò)形成體的作用，所以其用量占玻璃組分中的一大半;第二大用量是純堿，主要是提供氧化鈉，可以降低玻璃的熔制溫度;再者是石灰石即碳酸鈣和氧化鎂，他們的主要作用是調(diào)整玻璃的黏度在一個(gè)合適的值，使玻璃成型時(shí)間縮短或延長，以滿足成型的要求;還引入氧化鋁原料，提高玻璃的物理化學(xué)性能，如強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性等;最后是碳和芒硝，兩個(gè)聯(lián)合使用，主要作用是作為澄清劑，以排除玻璃中的氣泡，是玻璃中的氣泡盡量少，以用來提高玻璃的透過率。 例如例如：：超白壓延玻璃

　　超白壓延玻璃是一種超透明低鐵玻璃，也稱低鐵玻璃、高透明玻璃。它是一種高品質(zhì)、多功能的新型高檔玻璃品種，透光率可達(dá)91.5%以上，具有晶瑩剔透、高檔典雅的特性，有玻璃家族 “水晶王子”之稱。超白玻璃同時(shí)具備優(yōu)質(zhì)浮法玻璃所具有的一切可加工性能，具有優(yōu)越的物理、機(jī)械及光學(xué)性能，可像其它優(yōu)質(zhì)浮法玻璃一樣進(jìn)行各種深加工。無與倫比的優(yōu)越質(zhì)量和產(chǎn)品性能使超白玻璃擁有廣闊的應(yīng)用空間和光明的市場(chǎng)前景。

　　目前，世界上只有美國PPG、法國圣戈班、英國的皮爾金頓、日本的旭硝子、中國南玻等少數(shù)企業(yè)掌握超白玻璃的生產(chǎn)技術(shù)，其中PPG公司技術(shù)最成熟。這些玻璃巨頭為了保證對(duì)市場(chǎng)的相對(duì)壟斷，大都采取技術(shù)封鎖手段，不對(duì)外轉(zhuǎn)讓技術(shù)及采用限產(chǎn)的營銷模式，這使超白玻璃在技術(shù)上和資金上具有了較高的進(jìn)入門檻。高昂的價(jià)格和優(yōu)良的品質(zhì)，使超白玻璃成了建筑物身份的象征。

　　TCO玻璃

　　TCO玻璃，即透明導(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃，是在平板玻璃表面通過物理或化學(xué)鍍膜的方法均勻鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其復(fù)合多元氧化物薄膜材料。

　　TCO玻璃應(yīng)用在透明導(dǎo)電電極、高溫電子器件等領(lǐng)域，如太陽能電池、液晶顯示器、光探測(cè)器、窗口涂層等。平板顯示器中，現(xiàn)在ITO類型的導(dǎo)電玻璃仍是平板顯示器行業(yè)的主流玻璃電極產(chǎn)品。

　　在太陽能電池中，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。

　　與光伏電池的性能要求相匹配的三種TCO玻璃：

　　ITO鍍膜玻璃。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)用于太陽能電池時(shí)在等離子體中不夠穩(wěn)定，因此目前ITO鍍膜已非光伏電池主流的電極玻璃。

　　SnO2鍍膜也簡稱FTO，目前主要是用于生產(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。目前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。

　　光伏電池對(duì)TCO鍍膜玻璃的性能要求鍍膜玻璃的性能要求： 1.光譜透過率

　　為了能夠充分地利用太陽光，TCO鍍膜玻璃一定要保持相對(duì)較高的透過率。目前，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�銦中，提高�?dǎo)電率，它的導(dǎo)電性能在目前是最好的，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，霧度值的大小根據(jù)吸光效率來確定。一般公認(rèn)的散射理論認(rèn)為接近光線波長的顆粒會(huì)促進(jìn)向前散射，所以在光伏行業(yè)要求提供粒徑是100-500nm的顆粒來達(dá)到要求的霧度水平。目前，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.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，目前，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。 (二)光伏玻璃的應(yīng)用

　　光伏玻璃是太陽能電池組件之一，太陽能組件以單晶硅或多晶硅電池為主，通過其將光能轉(zhuǎn)換為電能，光伏玻璃用來封裝硅片，目的可以提高其光的吸收性和廣電的轉(zhuǎn)換效率，是一種專用玻璃。

　　(三)光伏玻璃的市場(chǎng)分析

　　2011年國內(nèi)所需超白壓延玻璃1億平方米億平方米。。根據(jù)Isuppli預(yù)測(cè)，2011年全球光伏裝機(jī)量將達(dá)22.2GW，在我國產(chǎn)量占據(jù)全球50%得比例，而晶硅電池占比90%的假設(shè)下，我國晶硅電池產(chǎn)量接近10GW，需求超白壓延玻璃約1億平方米。

　　今年國內(nèi)超白壓延玻璃新增產(chǎn)能1.15億平方米，下半年供給壓力或?qū)⒃龃蟆＝刂?010年底，我國有壓延玻璃生產(chǎn)線17條，日熔量3900噸。2010年已確定投資的生產(chǎn)線9條，新增日熔量4600噸，年產(chǎn)量1.15億平方米，可滿足11.5GW的裝機(jī)量，相當(dāng)于2011年全球新增裝機(jī)量的一半。預(yù)計(jì)下半年國內(nèi)壓延玻璃供給壓力或?qū)⒃龃蟆?/p>

　　2011年全球薄膜電池用TCO玻璃市場(chǎng)約70億元億元。。目前薄膜電池投資成本低于晶硅電池，但轉(zhuǎn)換效率僅5-6%，距離晶硅的14.6%仍有較大差距。預(yù)計(jì)近年晶硅電池為主的市場(chǎng)格局不會(huì)發(fā)生根本改變。預(yù)計(jì)2011年全球薄膜電池產(chǎn)量將達(dá)到4.66GW，需求TCO玻璃近7000萬平方米，以100元/平方米計(jì)算，70億元的市場(chǎng)容量并非特別大。

　　TCO玻璃技術(shù)與玻璃技術(shù)與設(shè)備仍為國外廠商控制設(shè)備仍為國外廠商控制設(shè)備仍為國外廠商控制，，國內(nèi)廠商進(jìn)展慢于預(yù)期國內(nèi)廠商進(jìn)展慢于預(yù)期。。目前國外廠商仍舊壟斷TCO市場(chǎng)，產(chǎn)品主要為在線化學(xué)氣相沉積法的FTO;預(yù)計(jì)未來磁控濺射法的AZO玻璃會(huì)發(fā)展為主要品種。我國雖有TCO鍍膜技術(shù)申請(qǐng)，但實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)仍然來自國外;鍍膜設(shè)備也為國外廠商控制。雖然國內(nèi)廠商投資熱情高漲，但目前只有南玻A的46平方米生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，中航三鑫海南二線剛投產(chǎn)，其他廠商能否分享該行業(yè)的高利潤，值得進(jìn)一步跟蹤。

　　TCO所需超白浮法玻璃所需超白浮法玻璃國內(nèi)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)國內(nèi)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)國內(nèi)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，，供應(yīng)無需擔(dān)憂供應(yīng)無需擔(dān)憂。。TCO玻璃一般以超白浮法玻璃為基板進(jìn)行鍍膜，目前國內(nèi)的金晶科技、信義玻璃、南玻A都能量產(chǎn)，因而基片供應(yīng)并不成為TCO玻璃的制約因素。