钙钛矿电池在玻璃上层层镀膜,玻璃在其中承担的角色类似于晶硅路线中的硅片,而让这层玻璃具备导电能力的关键,就是其表面的透明导电膜——TCO。TCO靶材(尤其是大尺寸高纯靶材)目前基本被住友、三井等日韩企业垄断,国内取得部分突破的公司相对较少,比较有名的有三家:先导薄膜(未上市)、壹纳光电(未上市)以及江丰电子(300666 CH)。 钙钛矿产业化提速会直接放大对TCO导电玻璃及上游靶材的需求,国产替代的空间也正沿着这条链条打开。

为什么TCO靶材是钙钛矿的关键一环

钙钛矿电池本质上是在玻璃上层层镀膜,玻璃因此承担了类似晶硅中硅片的基体角色。与晶硅路线中用于保护的玻璃不同,这里的玻璃需要导电,也就是TCO玻璃。TCO玻璃之所以有别于普通玻璃,主要就源于靶材的不同。

TCO是透明导电膜的总称,往下分为三类:高温的FTO、中温的ITO、低温的AZO。一般来说,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。高温FTO的优势在于加热状态下热衰减更慢,因此采用高温工艺制成的薄膜电池(如碲化镉)只能使用FTO靶材。

从原料角度看,ITO靶材需要用到金属铟,这种金属较为稀有且具有一定毒性,使用成本更高;而FTO和AZO的主要原料分别是锡和锌,相对大众。原料可得性与成本结构,也是不同技术路线选择靶材时的重要考量。

市场规模与增长驱动力从哪里来

钙钛矿对TCO导电玻璃与高纯靶材的用量,显著高于传统晶硅路线,这是需求增量的直接来源。钙钛矿组件需要在玻璃基体上完成多层镀膜,每一片电池都离不开TCO玻璃,产业化推进意味着TCO玻璃面积需求随之放大,并向上传导至靶材环节。

增长驱动力可以从三个维度理解:

  • 钙钛矿产业化本身:钙钛矿实际上就是在玻璃上层层镀膜,玻璃用量与电池面积直接挂钩,产业化提速即意味着TCO玻璃与靶材需求的同步扩张。
  • 镀膜工艺路线演进:在线镀膜与离线镀膜是两条主要路线。在线镀膜在玻璃熔化状态下同步完成镀膜,省去二次加热,成本更低,成膜质量管控也更有优势,未来更有可能成为主流。但在线镀膜只能用结构更简单的CVD设备,且设备并非一站式,需要玻璃厂家自行设计再找代工定制,对企业KNOW-HOW要求更高,壁垒也更高。离线镀膜则可模块化生产、快速调整玻璃参数,在产业化初期可能更有优势,且在导电性和透过性能上更有优势。
  • 国产替代弹性:大尺寸高纯靶材目前基本由日韩企业主导,国内实现部分突破的厂商数量有限,替代空间对应的正是这一集中格局下的增量。

产业链上的参与者

在TCO玻璃环节,金晶科技与纤纳光电合作,公司纪要中的原话是纤纳光电在前期跑片时用的玻璃均由公司生产。公司此前已有薄膜电池玻璃生产经验,在马来西亚设有专门供给薄膜电池厂家的产线。公司披露其作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,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。

洛阳玻璃方面,公司在二季度托管了凯盛科技集团持有的成都中建材、瑞昌中建材以及凯盛光伏等业务,集团下属这几家企业可视为国内薄膜电池的先驱者。亚玛顿则与纤纳光电达成战略合作,双方将在玻璃定制、BIPV组件、TCO玻璃等方面加强合作,公司超薄玻璃适合BIPV应用场景。

靶材环节,国内取得部分突破的主要是先导薄膜(未上市)、壹纳光电(未上市)和江丰电子(300666 CH)三家。

常见问题

TCO靶材目前的市场格局如何?

TCO靶材,尤其是大尺寸高纯靶材,基本上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,比较有名的有先导薄膜(未上市)、壹纳光电(未上市)以及江丰电子(300666 CH)三家。这一格局意味着国产替代仍处于早期推进阶段。

钙钛矿产业化为什么能带动TCO靶材需求?

钙钛矿电池实际上就是在玻璃上层层镀膜,玻璃在其中类似于晶硅里硅片的角色,且必须是导电的TCO玻璃。产业化提速会直接放大TCO玻璃的面积需求,并向上游靶材传导。钙钛矿对TCO导电玻璃与高纯靶材的用量显著高于传统晶硅路线,这是需求增量的核心来源。

国内企业的主要突破方向在哪里?

玻璃环节,金晶科技已实现TCO玻璃出货并与纤纳光电合作,洛阳玻璃通过托管凯盛科技集团旗下薄膜电池业务拓展布局,亚玛顿与纤纳光电在TCO玻璃等方面达成战略合作。靶材环节的突破则集中在先导薄膜、壹纳光电和江丰电子三家。此外,在线镀膜所需的CVD设备需玻璃厂家自行设计并定制,对企业KNOW-HOW要求较高,也是产业链壁垒所在。