TCO導電玻璃

　　導電玻璃為摻雜氟的SnO2導電玻璃(SnO2:F)，簡稱為FTO，其綜合性能常用直屬FTC來評價：FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率�燫S是薄膜的方阻值;在光學應用方面，則要求其對可見光有好的透射性和對紅外有良好的反射性。對其基本要求是：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。

　　TCO鍍膜玻璃的特性及種類

　　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線，前蓋板玻璃僅需達到高透光率就可以了。薄膜太陽能電池是在玻璃表面的導電薄膜上鍍制p-i-n半導體膜，再鍍制背電極。

　　透明導電氧化物的鍍膜原料和工藝很多，通過科學研究進行不斷的篩選，目前主要有以下三種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，導電性好等特點，初期曾應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，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，價格較高。ITO應用于太陽能電池時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。其導電性能比ITO略差，但具有成本相對較低，激光刻蝕容易，光學性能適宜等優(yōu)點。通過對普通Low-E的生產(chǎn)技術進行升級改進，制造出了導電性比普通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展迅速，材料性能已可與ITO相比擬，結構為六方纖鋅礦型。其中鋁摻雜的氧化鋅薄膜研究較為廣泛，它的突出優(yōu)勢是原料易得，制造成本低廉，無毒，易于實現(xiàn)摻雜，且在等離子體中穩(wěn)定性好。預計會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)化大面積鍍膜時的技術問題。

　　光伏電池對TCO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較高的透過率。目前，產(chǎn)量最多的薄膜電池是雙結非晶硅電池，并且已經(jīng)開始向非晶/微晶復合電池轉化。因此，非晶/微晶復合疊層能夠吸收利用更多的太陽光，提高轉換效率，即將成為薄膜電池的主流產(chǎn)品。

　　2.導電性能　　TCO導電薄膜的導電原理是在原本導電能力很弱的本征半導體中摻入微量的其他元素，使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。這些微量元素被稱為雜質，摻雜后的半導體稱為雜質半導體。氧化銦錫(ITO)透明導電玻璃就是將錫元素摻入到氧化銦中，提高導電率，它的導電性能在目前是最好的，最低電阻率達10-5Ωcm量級。

　　3.霧度　　為了增加薄膜電池半導體層吸收光的能力，光伏 用TCO玻璃需要提高對透射光的散射能力，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。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長條狀的電池組，這些電池組被串聯(lián)起來用以提高輸出能效。因此，TCO玻璃在鍍半導體膜之前，必須要對表面的導電膜進行刻劃，被刻蝕掉的部分必須完全除去氧化物導電膜層，以保持絕緣。刻蝕方法目前有化學刻蝕和激光刻蝕兩種，但由于刻蝕的線條要求很細，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。

　　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，不適宜進行經(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)內通用的保質期是二十年以上。因此，TCO玻璃的保質期也必須達到二十年以上。