导电玻璃TCO(影响ITO玻璃性能的主要参数、测试方法及判定标准)

TCO镀膜玻璃的特性及种类、测试方法及判定标准
NSG玻璃： FTO导电玻璃，厚度为2.2mm，透光率大于90%，电阻为15欧，大小为200mm*150mm,也可以根据用户要求订做。

导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F)，简称为FTO，其综合性能常用直属FTC来评价：FTC＝T10／RS。

T是薄膜的透光率 RS是薄膜的方阻值；在光学应用方面，则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。

对其基本要求是：①表面方阻低，②透光率高，③面积大、重量轻，④易加工、耐冲击。

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。

透明导电氧化物的镀膜原料和工艺很多，通过科学研究进行不断的筛选，目前主要有以下三种TCO 玻璃与光伏电池的性能要求相匹配。

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（二氧化锡）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。

光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求
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。

目前，产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池，并且已经开始向非晶/微晶复合电池转化。

因此，非晶/微晶复合叠层能够吸收利用更多的太阳光，提高转换效率，即将成为薄膜电池的主流产品。

2.导电性能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10-5Ωcm量级。

3.雾度为了增加薄膜电池半导体层吸收光的能力，光伏用TCO玻璃需要提高对透射光的散射能力，
这一能力用雾度（Haze）来表示。

雾度即为透明或半透明材料的内部或表面由于光漫射造成的云雾状或混浊的外观。

以漫射的光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示。

一般情况下，普通镀膜玻璃要求膜层表面越光滑越好，雾度越小越好，但光伏用TCO玻璃则要求有一定的光散射能力。

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％。

其不包含散射时的直接透过率曲线。

4.激光刻蚀性能薄膜电池在制作过程中，需要将表面划分成多个长条状的电池组，这些电池组被串联起来用以提高输出能效。

因此，TCO玻璃在镀半导体膜之前，必须要对表面的导电膜进行刻划，被刻蚀掉的部分必须完全除去氧化物导电膜层，以保持绝缘。

刻蚀方法目前有化学刻蚀和激光刻蚀两种，但由于刻蚀的线条要求很细，一般为几十微米的宽度，而激光刻蚀具有沟槽均匀，剔除干净，生产效率快的特点。

5.耐候性与耐久性TCO镀膜一般都使用“硬膜”镀制工艺，膜层具有良好的耐磨性、耐酸碱性。

光伏电池在安装上以后，尤其是光伏一体化建筑安装在房顶和幕墙上时，不适宜进行经常性的维修与更换，这就要求光伏电池具有良好的耐久性，目前，行业内通用的保质期是二十年以上。

因此，TCO玻璃的保质期也必须达到二十年以上。

ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡（俗称ITO）膜加工制作成的。

液晶显示器专用ITO导电玻璃，还会在镀ITO层之前，镀上一层二氧化硅阻挡层，以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。

高档液晶显示器专用ITO玻璃在溅镀ITO层之前基片玻璃还要进行抛光处理，以得到更均匀的显示控制。

液晶显示器专用ITO玻璃基板一般属超浮法玻璃，所有的镀膜面为玻璃的浮法锡面。

因此，最终的液晶显示器都会沿浮法方向，规律的出现波纹不平整情况。

在溅镀ITO层时，不同的靶材与玻璃间，在不同的温度和运动方式下，所得到的ITO层会有不同的特性。

一些厂家的玻璃ITO层常常表面光洁度要低一些，更容易出现“麻点”现象；有些厂家的玻璃ITO 层会出现高蚀间隔带，ITO层在蚀刻时，更容易出现直线放射型的缺划或电阻偏高带；另一些厂家的玻璃ITO层则会出现微晶沟缝。

ITO导电层的特性：
ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。

在厚度只有几千埃的情况下，氧化铟透过率高，氧化锡导电能力强，液晶显示器所用的ITO玻璃正是一种具有高透过率的导电玻璃。

由于ITO具有很强的吸水性，所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质，俗称“霉变”，因此在存放时要防潮。

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ITO层在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应，形成其它导电和透过率不佳的反应物质，所以在加工过程中，尽量避免长时间放在活性正价离子溶液中。

ITO层由很多细小的晶粒组成，晶粒在加温过程中会裂变变小，从而增加更多晶界，电子突破晶界时会损耗一定的能量，所以ITO导电玻璃的ITO层在600度以下会随着温度的升高，电阻也增大。

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ITO导电玻璃的分类：6 Q+ _; v3 j4 e+ x, n/ U8 8 e1 P S/ t+ k( \
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。

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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。

ITO导电玻璃按平整度分，分为抛光玻璃和普通玻璃。

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影响ITO玻璃性能的主要参数：2 c+ E7 [9 F! ]+ g( n3 O) c( ^# W; {. X6 {6 z h0 G# `2 D
长度、宽度、厚度及允差（±0.20）
垂直度（≤0.10%）6 P( K% ~6 X( K0 v* I% M
翘曲度（厚度0.7mm以上≤0.10%，厚度0.55mm以下≤0.15%）0 n2 b2 f5 `/ @' i4 w2 f
微观波纹度
; u ~5 R6 r+ p1 D倒边
C倒边（0.05mm≤宽度≤0.40mm）
R倒边（0.20mm≤宽度≤1.00m m，曲率半径≤50mm）( N0 R Y" W6 @ U5 C
倒角（浮法方向2.0mmX5.0mm；其余1.5mmx1.5mm）
SIO2阻挡层厚度（350埃±50埃，550nm透过率≥90%）
ITO层光学、电学、蚀刻性能（蚀刻液：600C 37%HCL:H2O:67%HNO3=50:50:3）：/ s9 q2 X# P' C) z B8 b2 E Z/ h, b
化学稳定性：% {+ L1 R+ F/ P1 m3 m! n4 e" p
耐碱为浸入600C、浓度为10%氢氧化钠溶液中5分钟后，ITO层方块电阻变化值不超过10%。

# y/ \6 m" U9 O! p! K
耐酸为浸入250C、浓度为6%盐酸溶液中5分钟后，ITO层方块电阻变化值不超过10%。

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耐溶剂为在250C、丙酮、无水乙醇或100份去离子水加3分EC101配制成的清洗液中5分钟后，ITO 层方块电阻变化值不超过10%。

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附着力：在胶带贴附在膜层表面并迅速撕下，膜层无损伤；或连撕三次后，ITO层方块电阻变化值不超过10%。

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热稳定性：在3000C的空气中，加热30分钟后，ITO导电膜方块电阻值应不大于原方块电阻的300%。

0 Z' H* u' f9 [. @( \; @# T# k
裂纹：不允许。

粘附物：包括尘粒、玻璃碎等凸起物，TN型ITO导电玻璃镀膜面不允许有不可去除的高度超过0.1mm 的粘附物；STN型ITO导电玻璃镀膜面不允许有不可去除的高度超过0.05m m的粘附物。

沾污：不可有不溶于水或一般清洗剂无法除去的沾污。

+ z( m8 R0 g( R/ F# t, T
崩边：长X宽≤2.0mmx1.0mm；深度不超过玻璃基片厚度的50%；总长度≤总边长的5%。

* W8 U: f) R3 S T
划痕： y% w( U1 w$ j! X9 ; \3 w+ ~# V7 `5 |4 q1 n' P1 I8 E" m% L+ G
玻璃体点状缺陷：包括气泡、夹杂物、表面凹坑、异色点等。

点状缺陷的直径定义为：d=(缺陷长+缺陷宽)/2。

]$ E @# ^$ N# b2 膜层点状缺陷：SIO2阻挡层和ITO导电层的点状缺陷包括针孔、空洞、颗粒等，点状缺陷的直径定义为：d=(缺陷长+缺陷宽)/2。

YITO导电玻璃的工厂自适应测试方法及判定标准：
尺寸：
A、测试方法：用直尺和游标卡尺测量待测玻璃原片的长度、宽度、厚度。

( B( C) K9 Q2 ]. @0 P1\
B、判定标准：测量结果在供货商所提供的参数范围之内为合格。

面电阻:
A、测试方法：把待测试玻璃整个区域做为测试区域，然后测试区域分成九等份后再用四探针测试仪分别测试各区域的面电阻。

B、判定标准：根据测试结果计算出电阻平均值及电阻资料分散值，结果在要求范围内既是合格。

ITO层温度性能
A、测试方法：把待测玻璃原片在3000C的空气中，加热30分钟，测试其加温前后的同一点面电阻阻值。

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B、判定标准：ITO导电膜方块电阻值应不大于原方块电阻的300%为合格。

8 ~. x* a+ ^, m! H) T. n 蚀刻性能：
A、测试方法：把待测玻璃原片放入生产线所用的蚀刻液中测试其蚀刻完全的时间。

B、判定标准：蚀刻完全的时间值小于生产工艺所设定时间的一半值为合格。

或按表1-1蚀刻性能指标检测。

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ITO层耐碱性能1 H9 _/ e' D- K* k' S x k( A% o u7
A、测试方法：把待测玻璃原片放在600C、浓度为10%氢氧化钠溶液中5分钟后，测试其浸泡前后的同一点面电阻阻值。

B、判定标准：ITO层方块电阻变化值不超过10%为合格。

8 y" b% b9 L; U
光电性能与可靠性：2 V/ ^6 @( R. O! j
A、测试方法：把待测玻璃与现生产用玻璃按现生产工艺参数，选择一型号制作成成品并测试其光电与可靠性性能；# `5
B、判定标准：光电性能与可靠性测试结果与现生产用玻璃结果相当，并在测试产品型号要求范围之内。

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ITO导电玻璃的选用规则：
模数在240以上的产品，一般可选用供货商B级品玻璃；
模数在40模以上，240模以下的产品，一般选用普通A级品玻璃；6 q R! n1 j* Z( S3 H4 u5 \8 C 模数在40模以下的产品，STN产品，一般选用低电阻抛光玻璃。

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COG产品，一般选用15欧姆抛光玻璃。

6、ITO导电玻璃的使用方法：: k0 f6 K( V- L3 B
任何时候都不容许叠放；0 y2 x' G( e0 i+ J V( o
除规定外，一般要求竖向放置；平放操作时，尽量保持ITO面朝下；厚度在0.55mm以下的玻璃只能竖向放置；
取放时只能接触四边，不能接触导电玻璃ITO表面；
轻拿轻放，不能与其它治具和机器碰撞；4 Q) |# v2 c( S8 D# w; G2 `; m
如果要长时间存放，一定要注意防潮，以免影响玻璃的电阻和透过率；
对于大面积和长条形玻璃，在设计排版时要考虑玻璃基片的浮法方向。

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7、ITO导电玻璃的贮存及搬运方法：3 ]" @7 t% p7 [3 l1 d* f8 g
ITO导电玻璃的贮存方法：; {, o7 h7 O; T$ p t0
ITO导电玻璃应贮存在室000000温条件下，湿度在65%以下干燥0保存；贮放时玻璃保持竖向放置，玻璃间堆放不可超过二层，木箱装ITO导电玻璃货物堆放不可超过五层。

纸箱装货ITO导电玻璃货物，原则上不能堆放。

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ITO导电玻璃搬运方法：
易碎品，小心轻放，保持搬运过程中的稳定性，搬运时层高不得超过三层。