TCO 是透明导电膜的统称,按沉积温度与材料体系分为高温 FTO、中温 ITO 和低温 AZO 三类。钙钛矿与薄膜电池的工艺演进,是锡基 FTO 路线重新受到重视的关键拐点:碲化镉等薄膜电池采用高温工艺制成,加热状态下 FTO 的热衰减更慢,因而只能选用这类靶材;与此同时,ITO 所需金属铟较为稀有且具有一定毒性,使用成本更高,而 FTO 与 AZO 的主要原料分别是锡和锌,相对更为大众。ITO 与 FTO 并非简单替代关系,而是随电池工艺温度分层的并行体系。

三类 TCO 的性能取舍

低温导电膜的透过率和导电性优于中温,中温优于高温;性能更好,造价也更贵。FTO 的不可替代性不在电学性能的绝对值,而在高温工况下的稳定性——这正是高温工艺薄膜电池选择它的原因。

类型沉积温度主要原料相对特点
FTO高温锡加热状态下热衰减更慢
ITO中温铟铟较稀有、具一定毒性,使用成本更高
AZO低温锌透过率与导电性相对更优,造价更高

镀膜工艺如何放大靶材差异

TCO 玻璃在玻璃原片基础上镀膜,分在线与离线两条路线。在线镀膜在玻璃熔化状态下同步完成,省去二次加热,能耗与成本更低,成膜质量管控也更有优势;离线可模块化生产、便于快速调整参数,在导电性与透过性能上更有优势,但不能镀膜后钢化。在线只能用结构更简单的 CVD 设备,且设备需玻璃厂自行设计、定制化程度高,对企业工艺积累要求更高。随着产业化推进,在线镀膜的优势会逐渐放大。

产业化的现实约束

大尺寸高纯 TCO 靶材目前基本被住友、三井等日韩企业主导,国内取得部分突破的企业相对较少,较有代表性的包括先导薄膜、壹纳光电与江丰电子。玻璃环节,金晶科技与纤纳光电合作,前期跑片用玻璃由其生产,并已与国内部分碲化镉、钙钛矿电池企业建立业务关系;洛阳玻璃托管凯盛科技集团旗下薄膜太阳能电池相关业务;亚玛顿则聚焦超薄玻璃方向,与纤纳光电在玻璃定制、BIPV 组件、TCO 玻璃等方面开展合作。

常见问题

FTO 靶材为什么不能被 ITO 直接取代?

两者对应不同的工艺温度窗口。FTO 属高温体系,在加热状态下热衰减更慢,碲化镉等高温工艺制成的薄膜电池只能使用 FTO;ITO 属中温体系,且原料铟较为稀有并具一定毒性,使用成本更高。

钙钛矿兴起为什么被视为锡基路线的拐点?

钙钛矿电池本质上是在玻璃上层层镀膜,玻璃承担类似硅片的角色,对 TCO 玻璃的需求随之上升。国内已有玻璃企业将前期积累的薄膜电池玻璃经验延伸至钙钛矿与碲化镉客户,锡基 FTO 由此在特定高温工艺场景中获得应用空间。

在线与离线镀膜,哪种更代表未来方向?

在线镀膜省去二次加热,成本更低、成膜质量管控更有优势,随着产业化进度加快,其优势会逐渐放大;离线镀膜则在模块化生产与参数调整灵活性上占优,在产业化初期具备一定价值。