钙钛矿电池本质上是在玻璃基板上层层镀膜,TCO玻璃(透明导电膜玻璃)因此扮演着类似晶硅中硅片的关键角色。其镀膜路线正经历从离线到在线的切换,而这一技术更替的核心驱动在于成本与良率:在线镀膜省去二次加热环节,能耗与成本显著占优,且成膜质量管控更具优势,正逐步取代离线镀膜成为产业化主流方向,成为钙钛矿从研发走向大规模量产的关键拐点信号。

在线与离线:两条路线的产业化分野

TCO玻璃的镀膜分为在线与离线两种方式。在线镀膜指在玻璃处于熔化状态时同步完成镀膜,即镀膜与玻璃制作一体化进行;离线镀膜则是先将玻璃制成成品,再通过二次加热完成镀膜。由于玻璃制造本身是高耗能过程,离线法因额外加热导致成本更高。同时,在线法在成膜质量管控上也更具优势,目前离线镀膜已被在线镀膜淘汰。

从工艺参数看,两种路线各有特点:

对比维度在线镀膜离线镀膜
核心工艺CVDPVD/CVD
膜层硬度较高偏软
沉积速度较快较慢
设备和制造成本较低较高
镀膜后是否可钢化可以不能

在线镀膜的优势建立在高壁垒之上。离线法只需采购PVD设备即可投产,而PVD设备体积大、结构复杂,无法直接嫁接到玻璃产线,在线法只能采用结构更简单的CVD设备。CVD设备并非标准化产品,需要玻璃厂商自行设计再委托代工,定制化程度高,对企业know-how积累要求更高。

离线法并非全无优势——模块化生产使其能根据下游需求灵活调整参数,且离线产品在导电性和透过性能上表现更好,这在产业化初期具备一定价值。但随着产业化进程加快,在线镀膜在规模化降本上的优势将持续放大。

玻璃厂的产业化卡位

TCO玻璃的产业化推进,在头部玻璃企业的布局中清晰可见。金晶科技是这一领域的代表性企业,与纤纳光电合作,纤纳光电前期跑片所用玻璃均由金晶科技生产。金晶科技具备浮法与压延两种工艺路线,其马来西亚基地设有薄膜光伏组件背板和面板玻璃生产线,为国际知名薄膜组件厂商供货。公司自产品下线以来,已与国内部分碲化镉、钙钛矿电池企业建立业务关系并开始供货,官方表述为“国内外为数不多掌握TCO导电膜玻璃技术且能量产的企业之一”。

洛阳玻璃则依托集团整合切入赛道。凯盛科技集团将成都中建材、瑞昌中建材、凯盛光伏等薄膜电池业务托管至洛阳玻璃,集团下属企业是国内薄膜电池领域的先行者。有下游需求牵引,上游玻璃技术突破的路径相对更顺畅。

此外,亚玛顿与纤纳光电达成战略合作,合作范围涵盖玻璃定制、BIPV组件、TCO玻璃等领域,其超薄玻璃产品定位适合BIPV应用场景。

常见问题

为什么在线镀膜成本更低?

在线镀膜在玻璃熔化状态下同步完成镀膜,省去了离线法所需的二次加热环节。玻璃制造本身高耗能,避免重复加热直接降低了能耗成本,同时在线法设备和制造成本也低于离线法。

在线镀膜的壁垒体现在哪里?

在线镀膜无法使用体积大、结构复杂的PVD设备,只能采用CVD设备。而CVD设备并非标准化产品,需要玻璃厂商自行设计并找代工厂定制,对企业的know-how积累和设备设计能力要求远高于离线法。

靶材在TCO玻璃中起什么作用?

TCO是透明导电膜的总称,按工作温度分为高温FTO、中温ITO和低温AZO三类。高温FTO在加热状态下热衰减更慢,适配碲化镉等高温工艺薄膜电池;低温导电膜透过率和导电性更优但造价更贵。ITO含稀有金属铟,使用成本更高,而FTO和AZO的主要原料锡和锌相对大众化。目前大尺寸高纯靶材主要由日韩企业供应。