钙钛矿电池核心辅材：TCO玻璃

TCO玻璃简介

TCO玻璃即透明导电氧化物镀膜（Transparent Conductive Oxides）玻璃，是平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀地镀上一层透明的导电氧化物薄膜。TCO镀膜导电玻璃主要应用于第二带光伏电池碲化镉薄膜电池及第三代光伏电池钙钛矿电池，由于非晶硅薄膜太阳能电池的半导体层几乎没有横向导电性能，必须使用TCO玻璃作为前电级来有效地收集电池电流，所以TCO是钙钛矿电池不可或缺的组成部分。TCO玻璃作为钙钛矿电池的前电级、窗口材料和支撑材料，主要功能为：让大部分太阳光进入吸收层，实现光电转换；利用其导电性作为前电极，收集电池电流；为电池多层膜材料结构提供物理上的机械支撑。

TCO玻璃按照导电氧化物的不同主要分为ITO（氧化铟锡）、FTO（掺氟SnO2）、AZO（掺杂铝ZnO）三种；按照镀膜工艺与原片生产是否同步，可分为在线镀膜和离线镀膜工艺，在线镀膜主要应用CVD工艺（化学气相沉积法），离线镀膜主要应用PVD工艺（磁控溅射法）。

在钙钛矿电池中的应用

钙钛矿电池是一类使用具有钙钛矿晶体结构的ABX3型卤化物材料作为吸收层的太阳电池的总成。钙钛矿电池主要包括：（1）透明电极（TCO），接收从电池中传输的电子或者空穴；（2）电子传输层（ETL），完成电子传输的同时，阻隔空穴向阴极传输；（3）光吸收层，吸收光子生成载流子；（4）空穴传输层（HTL），完成空穴的传输同时阻止电子向阳极传输；（5）金属电极，用于接收电子或空穴的电极结构。

单位用量方面，昆山协鑫光电2023年4月17日宣布2m*1m大面积、大尺寸商用钙钛矿组件转换效率达16.2%，2023年效率目标为18%，考虑钙钛矿产业当前仍处在稳定性、量产效率技术攻关阶段，中性假设2023、2025年全行业量产平均效率水平为13.0%、17.0%，对应TCO玻璃单位用量分别为769、588万平/GW，TCO玻璃在钙钛矿成本占比35-40%，目前市场单价55-70元/㎡，对应单GW产值3.5亿以上。另外，钙钛矿前板需要TCO玻璃，背板为普通玻璃，生产1GW的钙钛矿电池，需要约711万平米FTO玻璃。国内供货商仅有大连艾洁旭和金晶。价格方面，3.2mmFTO玻璃，艾洁旭2022价格75，金晶报价60左右，利润率大于50%。

供给

海外市场方面，国外市场来看，First Solar扩产下板硝子供应存在不足，金晶科技有望填补缺口，供货份额提升核心在于性能和成本。板硝子目前共有3条TCO玻璃产线（2条越南+1条美国），新建马来西亚产线预计将于2024年3月投产，扩产速度不及First Solar，因此First Solar需要新供应商来填补缺口。

金晶科技与First Solar长期合作配套研发，2018年双方签订十年供货协议，目前共有3条TCO玻璃产线（2条国内+1条马来西亚），计划2023年于国内新增1条TCO玻璃改造产线，可填补板硝子供应缺口。目前金晶科技TCO玻璃性能与板硝子NSG TEC 7系以前产品接近，未来在性能上仍有较大的提升空间，供货份额提升的核心在于产品性能的提升以及考虑海运费用下能否具备成本优势。

目前国内市场TCO玻璃可供企业较少，主要以金晶科技和耀皮玻璃（2022年底收购艾洁旭大连）主，主要原因是：TCO玻璃认证难度大、周期长，需要下游客户配套合作研发。据相关机构调研反馈，无相关基础的玻璃企业从研发到批量供货需耗时2-3年；薄膜电池尚未放量，国内旗滨集团及南玻A等企业在2010年前后均有TCO玻璃规划，但当时主要下游碲化镉企业国内产能尚小，又缺少钙钛矿电池的增量加持，所以直至当前并未进行TCO玻璃的生产；海外供应商板硝子并未对国内供货，板硝子在国内未设工厂，海运下国内企业采购成本较高，并且板硝子主供FS并与其签订长协，导致国内企业难以买到高端的TCO玻璃。

耀皮玻璃目前有1条800吨产线，出货量较大（60-70%供应First Solar），技术和转换效率为国内最佳，技术主要来自Plikington授权。金晶科技淄博建有2条500吨TCO玻璃产线，其马来西亚工厂（1000吨）也在积极推进和FirstSolar等的认证和供货工作。

未来随着薄膜电池放量，TCO玻璃定制化的属性将使具备先发优势的企业更为受益玻璃定制化的属性将使具备先发优势的企业更为受益。一方面，碲化镉企业仍在不断提升自身转换效率，对TCO玻璃的性能要求将持续提升。另一方面，目前钙钛矿电池的技术路线仍在探索中，各家钙钛矿企业的生产工艺、材料选择尚未定型，TCO玻璃企业需要与钙钛矿客户共同配套研发，根据其工艺、材料提供定制化的产品，具备先发优势的企业将大为受益。金晶科技与First Solar合作超10年，于2022年5月建成首条TCO玻璃产线，并且与纤纳光电签订战略合作协议，协议约定未来纤纳光电每增加1GW钙钛矿电池产能规划，金晶科技需配套不低于500万平米/年TCO 玻璃产能。