TCO玻璃市场分析.docx
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TCO玻璃市场分析
TCO薄膜的市场分析
一TCO玻璃概述
1TCO玻璃的种类
TCO（TransparentConductiveOxide）玻璃是利用CVD或PVD方法在平板玻璃表面均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sb、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
TCO玻璃有两个主要指标：
一是对可见光的高透过率（Tavg>80%），另一个是高的导电率（R<10-3Ω·cm））。
TCO玻璃因其透明、导电的优异性能而应用广泛，可以应用在太阳能薄膜电池、显示器、热反射镜、透明表面发热器、柔性发光器件及雷达屏蔽保护等领。
目前，主要有ITO玻璃、FTO玻璃、AZO玻璃三种透明导电玻璃的性能符合应用条件，如表1所示。
表1目前应用广泛的三种TCO玻璃
ITO玻璃
FTO玻璃（ATO玻璃）
AZO玻璃
导电膜材料
掺锡的氧化铟In2O3：
Sn
稀有元素铟稀缺
掺氟的氧化锡SnO2:
F（掺锑的氧化锡SnO2:
Sb）
原料不稀缺
掺铝的氧化锌ZnO:
Al
原料不稀缺
性能
导电性能在目前是最好的，生产成本较高，容易被氧化
很好的绒面结构
成本最高，有很好的透光性、电特性，性能较好，但不耐潮
生产工艺
磁控溅射（PVD）
化学气相沉积法（CVD）
磁控溅射（PVD）
发展阶段
成功量产
成功量产
试生产阶段
主要应用领域
目前主流，电器显示屏
非晶硅薄膜电池
多结的薄膜电池
生产厂家
三星、NSG、Geomatic
板硝子、旭硝子、AFG
欧瑞康、莱宝、仕贯真空
ITO的导电性能在目前是最好的，最低电阻率达10-5Ωcm量级，但是ITO玻璃因In离子在薄膜太阳能电池制作的PEVCD工艺中会被H离子还原，导致光透过率衰减80%，电性大幅下降，同时In是稀有金属，价格昂贵，所以不太适用于薄膜太阳能电池前电极；FTO是带有雾度的产品，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点，利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品；AZO目前研究进展迅速，电阻率和光透性都优于FTO，且原料丰富，稳定性好，是未来的发展方向，但目前在制绒方面存在问题，并且长期稳定性问题，暴露在大气中它会吸附氧和水汽，目前工业化应用还不成熟。
2TCO玻璃的制备工艺。
目前，TCO镀膜方法主要采用化学气相沉积法（APCVD）和磁控溅射法（PVD）。
图1薄膜沉积方法
溅射沉积薄膜主要以惰性气体放电而产生的正离子轰击固体阴极，入射离子与靶材发生碰撞，从而把被溅射物质做成的靶材表面原子轰击出来，被溅射出来的原子带有一定的动能，会沿一定的方向射向衬底，在衬底上沉积出薄膜。
磁控溅射法镀的膜均匀性较好，但是就我们国家来说，高质量靶材的制备工艺还不成熟，需要从国外进口，生产成本就相应较高。
另外，由于磁控溅射法必须在一定的真空条件下进行，因而在一定程度上限制了透明导电玻璃的有效制备面积。
化学气相沉积法是利用气态（蒸气）先驱物，在高温衬底表面或附近，进行原子或分子间的化学反应，形成一层固态沉积物的过程。
这种方法生产的产品成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点。
化学气相沉积的工艺流程如下：
二TCO的应用
1TCO在家电中的应用
生产平板显示器的三大主要材料之一就是TCO玻璃，目前主要用的是ITO玻璃。
ITO导电玻璃按电阻分，分为高电阻玻璃（电阻在150~500欧姆）、普通玻璃（电阻在60~150欧姆）、低电阻玻璃（电阻小于60欧姆）。
高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕制作用；普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰；低电阻玻璃一般用于STN液晶显示器和透明线路板。
ITO导电玻璃按尺寸分，有14”x14”、14”x16”、20”x24”等规格；按厚度分，有2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等规格，厚度在0.5mm以下的主要用于STN液晶显示器产品。
图2TFT-LCD切面结构示意图
平板显示产业链如下所示：
目前，全球平板显示器的生产线正向中国大陆转移。
在20世纪80年代初，从TN-LCD生产线开始，我国就开始陆续引进LCD生产线。
目前我国已有TN-LCD生产线超过100条，STN-LCD生产线40多条，TFT-LCD生产线近10条。
截至目前，我国的LCD产量约占世界产量的25%，其中TN/STN-LCD的产量占世界产量的90%以上。
真空薄膜材料（包括ITO导电膜玻璃、视窗薄膜材料等）是平板显示行业的上游关键基础材料。
ITO是一种具有良好透明导电性能的金属化合物，具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等特性，广泛地应用于平板显示器件、太阳能电池、特殊功能窗口涂层及其他光电器件领域，是目前LCD、PDP、OLED、触摸屏等各类平板显示器件唯一的透明导电电极材料。
随着手机彩屏化和液晶显示器件的普及应用，以低电阻（面电阻率10Ω/□以下）、低表面缺陷、超薄基板玻璃为代表的中高档ITO导电膜玻璃的市场需求增长迅速。
手机触摸化的发展趋势拉动了触摸屏需求的增长。
iSuppli表示，2009年全球触摸屏幕设备的出货量为97.1755万台，未来几年的销售量可能增长至5倍以上，2013年全球触摸屏幕设备的出货量有望达到540万台。
2建筑节能低辐射（Low-e）玻璃
低辐射玻璃也称Low-E玻璃，Low-E是英文Low-Emissivity的简称。
Low-E玻璃即采用真空磁控溅射方法在玻璃表面上镀上含有一层或两层银层的膜系或者利用在线CVD技术在玻璃表面镀制一系列TCO导电薄膜，来降低能量吸收或控制室内外能量交换，保障生活、工作的舒适性，并以此达到环保节能的目的。
在建筑应用中，Low-E玻璃的使用可以达到“冬暖夏凉”的效果，具有优异的隔热、保温性能效果。
低辐射玻璃是镀膜玻璃家庭中的一员，它的广泛应用是从20世纪90年代欧美发达国家开始的。
此玻璃可减低室内外温差而引起的热传递。
Low-E玻璃具有传热系数低和反射红外线的特点。
它的主要功能是降低室内外远红外线的辐射能量传递，而允许太阳能辐射尽可能多地进入室内，从而维持室内的温度，节省暖气、空调费用的开支。
这种产品的可见光透过较高，其反射光的颜色较淡，几乎难以看出。
因此，它多被用于中、高纬度寒冷地区。
适当控制Low-E玻璃的透过，使它既能反射部分太阳能辐射，也能降低室内外热辐射能量的传递，从而形成一堵隔离辐射能的窗；这种Low-E玻璃产品的可见光透过适中，其反射光的颜色多为浅淡的蓝色，具有一定的装饰效果。
因此，这种产品的适用性更强、选用范围更广，可被广泛地用于高、中、低纬度地区；兼具夏天阻挡外部热量进入室内功能。
主要用于车窗玻璃和建筑节能玻璃
3TCO在太阳能电池方面的应用
近几年，晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展，目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10％，光伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。
TCO镀膜玻璃的特性及种类在太阳能电池中，晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片表面的导线，前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了。
薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导电薄膜上镀制p-i-n半导体膜，再镀制背电极。
用作光伏电池的TCO镀膜玻璃的性能必须满足：
1.光谱透过率。
为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜玻璃一定要保持相对较高的透过率。
一般大于80%。
2.导电性能好。
TCO导电薄膜的导电原理是在原本导电能力很弱的本征半导体中掺入微量的其他元素，使半导体的导电性能发生显著变化。
这些微量元素被称为杂质，掺杂后的半导体称为杂质半导体。
氧化铟锡（ITO）透明导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中，提高导电率，它的导电性能在目前是最好的，最低电阻率达10-5cm量级。
3.雾度。
目前，雾度控制比较好的商业化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃，雾度值一般为11％～15％。
4.激光刻蚀性能。
5.耐候性与耐久性。
目前，通过比较三种满足用于光伏太阳能电池基板要求的透明导电薄膜材料：
ITO镀膜玻璃是一种非常成熟的产品，具有透过率高，膜层牢固，导电性好等特点，初期曾应用于光伏电池的前电极。
但随着光吸收性能要求的提高，TCO玻璃必须具备提高光散射的能力，而ITO镀膜很难做到这一点，并且激光刻蚀性能也较差。
铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格较高。
ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃。
SnO2镀膜也简称FTO，目前主要是用于生产建筑用Low-E玻璃。
其导电性能比ITO略差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点。
通过对普通Low-E的生产技术进行升级改进，制造出了导电性比普通Low-E好，并且带有雾度的产品。
利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品。
氧化锌基薄膜的研究进展迅速，材料性能已可与ITO相比拟，结构为六方纤锌矿型。
其中铝掺杂的氧化锌薄膜研究较为广泛，它的突出优势是原料易得，制造成本低廉，无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中稳定性好。
预计会很快成为新型的光伏TCO产品。
目前主要存在的问题是工业化大面积镀膜时的技术问题。
4其他应用
透明导电玻璃还用于飞机上的除霜玻璃，加热炉隔热视窗，飞机等航天仪器表消除静电和电磁屏蔽，静电复印、触摸屏、薄膜开关等。
透明导电玻璃还应用于隐形的安全电路起保护珍贵文物的安全的作用，也可以用作无线电天线置入汽车玻璃。
需求的增长，透明导电玻璃的重要性在近几年日渐突显。
三TCO玻璃的供应和需求
1家电用TCO
平板显示用的ITO玻璃行业技术水平可以划分为三种类型，一是以韩国三星、日本NSG、台湾安可光电公司为代表的海外ITO导电玻璃材料公司，生产、销售历史悠久，具有较强的科技开发实力，同时设备及检测手段齐全，产品质量稳定，技术层次高，在全球具有良好的品牌效应；二是以长信科技、莱宝高科、南玻A、蚌埠华益等为代表的国内一流的ITO导电玻璃材料公司，该类公司系国内最早进入FPD上游材料行业并已有多年生产历史，技术体系完善，具有较强的技术开发实力，技术水平与海外ITO厂商基本处于同等水平，目前在市场上占据主要份额；三是有一定的市场和产销量，但还没有持续的产品开发实力和技术人才储备的大量中小企业，形成低档产品生产销售。
目前，国内ITO导电玻璃生产线约50条，产品以TN/STN为主，主要生产厂商包括长信科技、南玻A、莱宝高科、蚌埠华益等。
从事视窗薄膜材料生产的企业约10家，主要生产厂商包括天津美泰、深圳豪威、文登次世代等。
表22009年国内ITO导电玻璃主要厂商情况
地区
公司
年产能（以14″×16″计算）
其中STN玻璃产能
生产线（条）
中国大陆
长信科技
2200万片
240万片
7
莱宝高科
1200万片
600万片
5
南玻A
1200万片
650万片
5
蚌埠华益
1800万片
260万片
6
表32008年TP-ITO导电玻璃主要厂商单位：
万片
地区
公司
月产能
应用方向
日本
Geomatech
20
电阻式
台湾
安可
60-100
电阻式、电容式
冠华
88
电阻式、电容式
正太科技
70
电阻式、电容式
韩国
Navootech
30
中国大陆
长信科技
20
电阻式
南玻A
20
电阻式
蚌埠华益
10-15
电阻式
康达克
10-15
电阻式
万德宏
7-10
电阻式
2太阳能用TCO玻璃的供需
光伏玻璃是太阳能电池中成本占比最大的辅材，主要包括晶硅电池所用超白压延玻璃和薄膜电池所用TCO玻璃。
国际太阳能玻璃机械制造业市场看好。
目前，在国际上随着太阳能产业市场的扩张，欧洲的几家压花玻璃制造商正经历着来自太阳能玻璃制造商的前所未有的需求。
光伏产业正在争取在成本上变得有竞争力。
据预测，大约在1~4年内可以实现使用光伏发电设施的发电成本不超过使用常规手段发电的成本。
这其中，玻璃起到的作用越来越大。
为了实现太阳能发电产品的成本效益具有竞争性，太阳能产品必须降低价格。
目前在欧洲，每瓦太阳能发电的成本由3～4欧元降到1欧元以下，这种降价趋势也适用于玻璃行业。
目前，厚膜模块制造成本占玻璃成本约5%，薄膜组件的成本占1%~25%。
如果光伏产业成本减少2/3，考虑到玻璃价格保持稳定，这相当于产品成本中玻璃的因素将增加3倍，即厚膜模块成本占15%，薄膜模块为45%～75%。
经过多年发展，我国太阳能热利用产品应用已非常普及，并形成了比较完整的太阳能光伏产业链，国内太阳能光伏发电市场也已开始启动，起步良好。
据统计，我国太阳能热利用产业规模已占到全球的78%，我国是世界上最大的太阳能集热器生产国和使用国之一。
2010年，我国太阳能热水器保有量约达1.73亿平方米，位居世界第一。
目前，我国太阳能热利用产业科技水平和产品质量较高，应用领域已涵盖热水、采暖、建材、印染、养殖等多个领域；生产装备完善，工业化生产模式基本形成，并建立了现代化企业制度和多元化营销模式，以及完善的标准化体系。
我国在“十二五”期间，将采取多项措施促进太阳能热利用产业的发展和国内光伏市场的稳步启动。
一是继续推广利用太阳能热水器，到2015年，我国太阳能热利用面积将达到4亿平方米。
二是加大对太阳能发电技术研发的支持力度，建设国家级太阳能研发实验中心，增加财政和企业的研发投入。
三是稳步启动国内太阳能发电市场，在太阳能资源丰富、具有荒漠和荒芜土地资源的地区，建设一批大型并网光伏示范电站；在城镇推广与建筑结合的分布式并网光伏发电系统；在偏远、无电地区推广光伏发电系统或建设小型光伏电站。
四是引导我国太阳能光伏发电产业健康发展，加快光伏发电产业科技创新和进步，将其培养成为我国先进的装备制造和新兴能源支柱产业。
据有关方面预测，2011年全球光伏新增装机量将达22.2GW，欧洲市场正逐步走向市场驱动，中国市场即将启动，光伏实际装机量可能大超预期。
保守预计，我国太阳能电池产量占全球的55%，晶硅电池占其中的90%，2011年我国晶硅电池产量约11GW。
国家政策的支持和太阳能电池光伏行业的高速发展，将会带动TCO玻璃行业的飞速发展。
TCO玻璃的生产工艺TCO玻璃工艺主要分为超白浮法玻璃生产、TCO镀膜。
超白浮法玻璃生产工艺难度较高，目前世界上主要供应商有日本旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等，国内供应厂家有限，目前仅金晶科技、南玻、信义能够供货。
而TCO镀膜玻璃对透光率、厚度、导电能力等指标都要求苛刻，生产技术门槛较高，目前TCO玻璃工艺主要掌握在海外公司手中。
如板硝子、旭硝子、AFG、PPG等。
此外，TCO玻璃镀膜设备因技术难度高及投资成本高，被美国等少数厂商垄断。
表4国外主要的TCO生产厂商和工艺
企业名称
类型
工艺
备注
旭硝子
FTO
CVD
板硝子
FTO
CVD
AFG
AZO
CVD
PPG
FTO
CVD
Leybold
AZO
溅射
Oerlikon
ZnO:
B
LPCVD
AMAT
AZO
PVD+后腐蚀
研发阶段
ULVAC
AZO
PVD+后腐蚀
研发阶段
Juelich
ZnO
PVD+后腐蚀
研发阶段
Jusung
ZnO:
B
MOCVD
研发阶段
FHRanlagenbau
AZO
溅射
研发阶段
以旭硝子AGC为例，AGC从1985年就开始生产TCO玻璃，随着太阳能电池的发展，2008年2月，公司专门成立了太阳能玻璃事业部，负责TCO玻璃及其他太阳能玻璃的生产。
AGC在2009年实现了200亿日元的销售收入，增速达100%，根据公司计划，2010年将保持75%的增长，达到350亿日元。
表5AGC对TCO玻璃的收入规划
表6AGCTCO玻璃产品型号与性能
型号
透光率
电阻（Ohmspersquare）
雾度（haze）
用途
AO10
78
10
>10
非晶硅薄膜电池
AO14
79
14
>10
非晶硅薄膜电池
AN10
80
10
>10
高转化率非晶硅薄膜电池
AN14
81
14
>10
高转化率非晶硅薄膜电池
ANX10
82
10
>10
微晶硅薄膜电池
ANX14
83
14
>10
微晶硅薄膜电池
ANS10
84
10
>10
微晶硅薄膜电池
ANS14
85
14
>10
微晶硅薄膜电池
VU
86
8
>10
高转化率微晶硅薄膜电池
目前，国内TCO玻璃严重供不应求，已突破技术难关的国内企业，订单饱满，可在较长时间内享受技术壁垒带来的行业高利润率。
当前国内已投产的仅有中国科技、南玻和信义，未来中航三鑫等企业将进军TCO玻璃行业。
表7国内主要TCO生产企业的产能（万米2/年）
企业名称
产品品种
工艺
技术来源
投产时间
地点
产能
（万平米）
备注
中国科技
FTO
CVD
美国
TerraSolar
08年9月
漳州
30~40
中国首条
南玻A
FTO
CVD
日本
2009年6月
深圳
46
2011年初
深圳
126
2012年初
深圳
126
信义玻璃
AZO
溅射
德国
Leybold
2009年4季
芜湖
68
2010年二季
东莞
275
中航三鑫
美国
PPG
2010年底
海南
750
1条
浙江福莱特
2011年10月
嘉兴
09.10月开工，总投资12亿元
旗滨集团
2011年
漳州
100
10年6月前动工、投资35亿元
迎新集团
与武汉理工大学合作
2015年
沙河
756
按6年分4期
中国建材
10年12月
池州
100
09年底之前开工
12年底
池州
11年开工
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