TCO玻璃市场分析

TCO薄膜的市场分析

一TCO玻璃概述

1 TCO玻璃的种类

TCO(Transparent Conductive Oxide)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（T avg >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

导电膜材料掺锡的氧化铟In2O3：Sn

稀有元素铟稀缺

2

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。

2 TCO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

1 TCO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2 TFT-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

3 TCO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