在钙钛矿产业推进自主可控的进程中,国产FTO(掺氟氧化锡)和AZO(掺铝氧化锌)靶材替代进口ITO(掺铟氧化锡)是关键技术路径。FTO原料为锡,AZO原料为锌,均较为大众且易得;而ITO含稀有金属铟,依赖进口且成本更高。高温FTO在加热状态下热衰减更慢,适合高温工艺的薄膜电池。国内先导薄膜、壹纳光电、江丰电子等靶材企业已取得突破,金晶科技、洛阳玻璃、亚玛顿等玻璃厂商也在TCO玻璃领域积极布局。
靶材替代的技术与经济可行性
TCO(透明导电膜)靶材主要分为三类:高温FTO、中温ITO和低温AZO。一般而言,低温导电膜的透过率和导电性优于中温,中温优于高温,但高温FTO的优势在于加热状态下热衰减更慢,因此适用于碲化镉等高温工艺薄膜电池。从原料看,ITO靶材需使用金属铟,这种金属较为稀有且具有一定毒性,成本更高;而FTO和AZO的主要原料分别为锡和锌,更为大众,原料来源的广泛性为国产替代提供了天然的经济优势。
目前,TCO靶材(尤其是大尺寸高纯靶材)市场主要由住友和三井等日韩企业垄断,国内取得部分突破的公司包括先导薄膜(未上市)、壹纳光电(未上市)和江丰电子(A股上市)。这些企业的进展为钙钛矿产业摆脱对进口ITO的依赖提供了关键支撑。
国内TCO玻璃厂商的产业化进展
在TCO玻璃生产端,国内企业已形成较完整的配套能力。金晶科技与纤纳光电合作,其TCO导电膜玻璃产品已实现量产并向下游供货,公司掌握TCO导电膜玻璃技术且能量产,与国内部分碲化镉、钙钛矿电池企业建立了业务关系。洛阳玻璃则通过托管凯盛科技集团旗下的成都中建材、瑞昌中建材、凯盛光伏等薄膜太阳能电池业务,整合上下游资源,加速技术突破。亚玛顿与纤纳光电达成战略合作,在玻璃定制、BIPV组件、TCO玻璃等方面加强合作,并募资用于超薄玻璃(1.6mm)生产,适用于BIPV场景。
镀膜工艺:在线与离线的路线选择
TCO玻璃镀膜分为在线与离线两种工艺。在线镀膜(CVD)在玻璃熔化状态时同步进行,省去二次加热,能耗和成本更低,成膜质量控制更有优势;离线镀膜(PVD)则需先制作玻璃再二次加热,成本更高,但模块化生产便于调整参数。目前离线镀膜已被在线镀膜逐步淘汰,在线工艺因其成本和质量优势,未来在规模化应用中更具潜力。
常见问题
FTO和AZO替代ITO的技术难点是什么?
技术难点主要在于性能平衡:低温AZO和FTO的透过率与导电性通常低于中温ITO,但FTO在高温下热衰减更慢,适合特定工艺;AZO则在低温场景有优势。国产靶材企业需持续提升大尺寸高纯靶材的制备能力以满足钙钛矿产业化需求。
国内有哪些主要TCO玻璃供应商?
主要供应商包括金晶科技(与纤纳光电合作,已实现TCO玻璃出货)、洛阳玻璃(整合凯盛集团薄膜电池业务)、亚玛顿(与纤纳光电合作,推进超薄TCO玻璃)。靶材端则有先导薄膜、壹纳光电、江丰电子等企业。
国产替代对钙钛矿成本的影响有多大?
FTO和AZO原料(锡、锌)比ITO原料(铟)更大众且成本更低,国产靶材和玻璃的规模化生产有望进一步降低TCO玻璃成本,从而推动钙钛矿组件整体降本。但具体降幅需以企业后续公开数据为准。