钙钛矿电池本质上是在玻璃上层层镀膜,因此TCO玻璃(透明导电膜玻璃)在钙钛矿产业链中扮演着类似晶硅中硅片的角色。在钙钛矿产业化初期,离线镀膜凭借模块化生产、可快速调整玻璃参数以及导电性与透过性能上的优势更具竞争力;但随着产业化进度加快,在线镀膜在成本与成膜质量管控上的优势将逐步放大,供需节奏随之从离线主导向在线主导切换。 目前离线镀膜已被在线镀膜淘汰,核心原因在于离线需要二次加热,能耗与成本更高。

两种路线的能力差异

在线镀膜是在玻璃熔化状态下同步完成镀膜,省去二次加热环节;离线镀膜则是玻璃成型后二次加热再镀。这一工艺差异决定了两条路线在多项指标上的分化:

对比维度在线镀膜离线镀膜
工艺CVDPVD/CVD
膜层硬度较高偏软
透过率较低较高
方阻较大较小
沉积速度较快较慢
灵活性较低较高
设备和制造成本较低较高
镀膜后是否可钢化可以不能

在线镀膜工艺更复杂、壁垒更高:PVD设备较大且结构复杂,无法直接嫁接在玻璃产线上,只能采用结构更简单的CVD设备,而CVD设备并非一站式,需玻璃厂家自行设计再找代工制造,定制化程度高,对企业技术积累要求更高。离线镀膜则相对容易切入,购置PVD设备即可生产,且可分模块化生产,根据下游需求快速调整玻璃参数。

供需节奏如何演变

产业化初期,下游钙钛矿与薄膜电池企业的跑片需求呈现小批量、多批次、参数频繁调整的特征。 离线镀膜模块化、调参灵活、导电性与透过性能更优的特点,恰好匹配这一阶段对快速迭代的诉求,因此在这一阶段具备相对优势。

随着产业化进度加快,需求重心从"参数验证"转向"规模化稳定供给"。 此时在线镀膜省去二次加热带来的成本优势、以及成膜质量管控上的优势逐步放大,更适应大批量连续生产的要求。供需节奏也随之从离线主导的灵活供应,切向在线主导的规模化供应。

产业链配套现状

TCO玻璃是在玻璃原片基础上镀膜,国内已有多家企业布局。金晶科技与纤纳光电合作,纤纳光电前期跑片所用玻璃由其生产;该公司具备两种工艺路线,在马来西亚拥有薄膜光伏组件背板和面板玻璃产线,采用浮法工艺技术,为国际知名薄膜光伏组件生产商的上游供应商,其深加工产线于2021年7月投产,背板生产线于2022年第一季度点火试生产并实现产品下线。洛阳玻璃托管了凯盛科技集团持有的成都中建材、瑞昌中建材及凯盛光伏等薄膜太阳能电池业务相关股权。亚玛顿则在超薄玻璃(1.6mm)方向布局,并与纤纳光电在玻璃定制、BIPV组件、TCO玻璃等方面达成战略合作。

靶材环节,TCO靶材(尤其是大尺寸高纯靶材)目前基本被住友和三井等日韩企业所垄断,国内取得部分突破的公司相对较少,较有代表性的包括先导薄膜、壹纳光电以及江丰电子。

常见问题

为什么离线镀膜在产业化初期更有优势?

离线镀膜分为两步进行,相对在线更为模块化,因此调整参数更容易,能根据下游需求快速调整玻璃参数;同时在导电性和透过性能上也更有优势。这些特点契合产业化初期下游跑片阶段小批量、多参数验证的需求。

在线镀膜未来会成为主流吗?

在线镀膜在成本与成膜质量管控上更具优势,省去了二次加热的高能耗环节。随着钙钛矿产业化进度加快,其优势会逐渐放大,未来更有可能成为主流。但该路线工艺更复杂、壁垒更高,对企业的设备设计与工艺积累要求也更高。

TCO玻璃与普通光伏玻璃有什么区别?

普通光伏玻璃主要起保护电池的作用,而TCO玻璃是作为基体用来导电的。钙钛矿电池本质上是在玻璃上层层镀膜,因此TCO玻璃在产业链中的角色类似于晶硅中的硅片,其特殊性主要源于靶材的不同。