隨著對清潔能源的需求提高，太陽能光伏技術早已成為全球關注的焦點。其中，鈣鈦礦太陽能電池因其高效率、低成本和制造工藝簡單等優(yōu)勢，被視為未來光伏技術的新星。而在這背后，TCO（透明導電氧化物）導電玻璃材料，正扮演著至關重要的角色。2022年5月，金晶集團生產的TCO導電玻璃成功上市，打破了國外技術的長期壟斷。
如今，金晶集團TCO導電膜玻璃產能達4500萬平米，生產車間持續(xù)運營，實現(xiàn)了由傳統(tǒng)產業(yè)向綠色能源、綠色建筑賽道的轉型。目前，TCO導電玻璃已經在極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電等國內鈣鈦礦電池龍頭企業(yè)實現(xiàn)應用，并創(chuàng)造了業(yè)內最高轉換效率的記錄，占據(jù)了國內該領域90%的市場份額。
TCO導電玻璃的科技魅力
玻璃也能導電？兩個電極僅僅通過玻璃就形成閉合回路，燈亮了起來。這就是TCO導電膜玻璃，它是一種鍍有透明導電氧化物薄膜的新型玻璃材料，具有良好的光透過率和導電性能，主要承擔著載體、透光、導電等多種功能。TCO導電玻璃的高導電性、高透明性和均勻性是其技術難點，也是其價值所在。
TCO導電玻璃是鈣鈦礦電池的最核心上游材料且占主要成本，對電池性能影響巨大，生產技術門檻高，制備過程工藝控制難度大，此前，市場長期被國外企業(yè)壟斷。
通過十余年的研發(fā)，金晶集團在線鍍膜技術團隊攻克大面積玻璃基板微米級控制技術、在線大面積CVD鍍膜均勻性技術、納米級膜層控制技術等技術難題，成功研發(fā)出國際先進水平的TCO導電玻璃，填補了此類產品的國產空白，突破了中國太陽能薄膜電池行業(yè)發(fā)展的技術難題。與此同時，技術團隊還攻克了工業(yè)化大面積CVD鍍膜難題，并建成多條TCO導電玻璃生產線，實現(xiàn)規(guī)?；a，成為國內外為數(shù)不多掌握TCO導電膜玻璃技術且能實現(xiàn)量產的企業(yè)之一。
2024年4月，金晶集團生產的透明導電膜玻璃（TCO玻璃）成功應用于1000×2000mm尺寸的單結鈣鈦礦電池組件，光電轉換效率達到19.04%，刷新大尺寸單結鈣鈦礦電池組件轉換效率的紀錄。同月，使用金晶TCO生產的大尺寸（1.71m2）鈣鈦礦4T疊層組件穩(wěn)態(tài)效率達到26.36%，創(chuàng)造業(yè)內新紀錄。
青海光伏電站兆瓦級鈣鈦礦組件光伏示范項目
攻克技術難題推動光伏行業(yè)革新
TCO導電膜玻璃是制造鈣鈦礦太陽能電池的關鍵材料，它就像是電池的“心臟”，承擔著載體、透光、導電等多種功能，這種玻璃對厚度、透光性和導電能力的要求特別高，技術難度高。此前，應用于第一、第二代薄膜電池的TCO導電玻璃全部被國外技術所壟斷，制約著我國光伏行業(yè)的發(fā)展和迭代更新。為了改變這種局面，金晶集團依托自身在線鍍膜技術團隊及技術，投資5億元新建國際領先的在線CVD鍍膜玻璃生產線。鍍膜技術團隊設有研發(fā)中心，擁有6000余平方米研發(fā)實驗樓以及各種實驗鍍膜設備、多種工藝優(yōu)化、產品性能分析測試設備，并與國內多所知名高校建立產學結合平臺。
在線鍍膜技術團隊負責人表示，要制造大面積的TCO導電玻璃，需要解決多個技術難題，包括大面積玻璃基板的微米級控制技術、在線鍍膜均勻性技術、以及大面積鍍膜均勻性的在線檢測方法，等待著鍍膜團隊進行技術突破。
面對這些技術挑戰(zhàn)，技術團隊選擇了適用于鈣鈦礦基層的優(yōu)質玻璃材料，設計了一套膜系結構，并通過專業(yè)軟件進行精確模擬，研究穩(wěn)定制備高質量膜層的工藝細節(jié)。在經過反復實驗與優(yōu)化，研發(fā)團隊對膜系結構進行了精準調整，確保了產品性能達到預期的高標準。此外，研發(fā)團隊在控制沉積條件，包括沉積溫度和沉積速率等方面進行突破，為解決工業(yè)化生產大面積TCO導電膜玻璃的難題奠定了基礎。
累計銷售收入超過1億元
目，金晶集團在線鍍膜技術團隊已攻克了工業(yè)化大面積TCO導電膜量產難題，建成了世界先進、國內首條TCO導電膜玻璃生產線，可生產“建筑光伏一體化”綠色建筑發(fā)電玻璃基板，為碲化鎘、鈣鈦礦薄膜發(fā)電組件夯實基礎，填補了國內市場空白。以擁有TCO導電膜玻璃的生產工藝和設備獨立知識產權形成優(yōu)勢，在淄博、滕州等多個基地儲備了充足產能，為鈣鈦礦太陽能電池的研發(fā)和生產提供強有力的支持。
TCO導電玻璃已經在極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電等國內鈣鈦礦電池龍頭企業(yè)實現(xiàn)應用，并創(chuàng)造了國內最高轉換效率的紀錄。產品占據(jù)了國內該領域絕大部分的市場份額，且儲備產能達到4500萬平/年，累計銷售收入超過1億元。預計到“十四五”末，金晶集團TCO導電玻璃產值可達10億元以上，儲備產能達到6000萬平/年，預計帶動上下游產業(yè)產值近百億元。
金晶TCO導電玻璃在環(huán)境效益上也體現(xiàn)了巨大價值，滿產狀態(tài)下，使用其制成的鈣鈦礦玻璃電池產生的綠電，預計可節(jié)約標準煤約360萬噸，減少二氧化碳排放1070萬噸，為國家“3060”雙碳目標的戰(zhàn)略落地提供了有力支持。
TCO導電玻璃不僅可以應用在光伏領域，在建筑、汽車等多個行業(yè)也展現(xiàn)出應用潛力。從世界頂尖科學家論壇永久會場到廣州白云火車站，從衢州衢江漁光互補到內蒙古蒙西基地庫布其光電項目，再到合肥肥東金融大廈和北京大運河博物館，TCO導電玻璃的身影無處不在。下一步，TCO導電玻璃將在光電幕墻顯示、智能變色玻璃、加熱防霧玻璃、電磁屏蔽視窗、氣敏元件等領域廣泛應用。
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