碲化镉电池带火的FTO靶材,其上游技术路线的演进可概括为两条主线:一是TCO材料从ITO、AZO向FTO的路线收敛,二是镀膜工艺从离线PVD向在线CVD的替代。碲化镉属高温工艺制成的薄膜电池,只能适配高温型的FTO靶材;而在TCO玻璃镀膜端,在线CVD路线凭借能耗与成膜质量优势,正在淘汰离线PVD路线。这一双重演进,构成了FTO靶材在碲化镉需求下新一轮技术分化的核心逻辑。
材料路线:高温FTO的不可替代性
TCO(透明导电膜)按工作温度分为三类:高温的FTO、中温的ITO与低温的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,性能越好造价越贵。但高温FTO的优势在于加热状态下热衰减更慢,碲化镉等采用高温工艺制成的薄膜电池只能选用FTO靶材。此外,ITO靶材需使用较为稀有且具一定毒性的金属铟,使用成本更高;FTO与AZO的主要原料分别为锡和锌,相对更大众化。
镀膜工艺:在线CVD对离线PVD的替代
TCO玻璃的镀膜分为在线与离线两种方式:在线镀膜在玻璃熔化状态下同步进行,离线则需将玻璃先制作好再二次加热镀膜。离线镀膜已被在线镀膜淘汰,原因在于玻璃制造本身高耗能,二次加热使离线路线能耗与成本更高;在线法在成膜质量管控上也更有优势。
在线镀膜的壁垒在于设备并非一站式: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,且需玻璃厂家自行设计再找代工厂制作,定制化程度与对企业的KNOW-HOW要求都更高。离线法虽可模块化生产、便于快速调整参数,且在导电性与透过性能上更有优势,但随着产业化进度加快,在线镀膜的优势逐渐放大。
| 对比维度 | 在线镀膜(CVD) | 离线镀膜(PVD/CVD) |
|---|---|---|
| 膜层硬度 | 较高 | 偏软 |
| 沉积速度 | 较快 | 较慢 |
| 设备与制造成本 | 较低 | 较高 |
| 镀膜后是否可钢化 | 可以 | 不能 |
常见问题
为什么碲化镉电池只能用FTO而不能用ITO或AZO?
碲化镉电池采用高温工艺制成,而高温状态下FTO的热衰减更慢,因此只能选用FTO靶材。ITO和AZO分别对应中温与低温场景,无法满足碲化镉的高温工艺要求。
在线CVD与离线PVD的核心区别是什么?
在线CVD在玻璃熔化状态下同步镀膜,省去二次加热环节,能耗与成本更低,成膜质量管控更有优势,但设备需自行设计、定制化程度高。离线PVD虽可模块化生产、参数调整灵活,但因需二次加热,成本更高,目前已被在线镀膜淘汰。
FTO靶材的供应格局如何?
TCO靶材(尤其是大尺寸高纯靶材)基本被住友和三井等日韩企业垄断,国内取得部分突破的公司相对较少,较具代表性的有先导薄膜(未上市)、壹纳光电(未上市)以及A股上市的江丰电子(300666 CH)。