TCO透明导电薄膜玻璃的主要应用

TCO透明导电薄膜玻璃的主要应用
TCO的主要应用领域有平面液晶显示（LCD）、有机发光二极管（OLED）显示、半导体照明（LED出光面电极）、薄膜太阳能电池、Low-E玻璃等。

另外，柔性衬底的TCO薄膜的开发使它的潜在用途扩大到制造柔性发光器件、塑料液晶显示器、可折叠太阳能电池以及作为保温材料用于塑料大棚、玻璃粘贴膜等。

一般来说，不同TCO材料在可见光透光率差别不大的情况下，方阻决定其用途，具体参见表1。

表1 TCO方阻值与应用方阻（Ω/sq）应用领域
＜10 液晶显示器、彩色滤波片等
15~40 液晶电视、笔记本电脑、便携式电脑等
40~300 太阳能电池、家电/仪器/仪表面板、手机、游戏机、EL等
＜1000 车载液晶显示器、触控面板、Low-E玻璃等
常见的TCO材料及其应用、性能需求见表2。

表2 TCO应用
1.2.1平板显示
作为资金密集型和技术密集型行业，近年来LCD行业以每年平均高于30%的增长率增长而被誉为全球明星产业。

LCD面板广泛应用于各类消费电子产品，其中大尺寸LCD面板主要应用于笔记本电脑和液晶电视等，中小尺寸LCD面板主要应用于手机、数码相机、MP4、GPS导航仪和车载显示屏等，见图2。

图2 LCD应用范围
大尺寸LCD面板基本上为大规模生产的标准品，主要集中在笔记本电脑、液晶监视器、液晶电视等产品上。

而中小尺寸LCD面板大都是客户定制型产品，其规格品种多样且成系列化，其应用范围比较广泛，包括手机、PDA、数码相机、数码摄像机、车载显示屏等，近年来发展尤为迅猛。

由于透明导电薄膜与LCD面板之间存在着一对一的搭配关系，透明导电薄膜是平板显示的基础和关键材料，因此也相应地为透明导电薄膜的发展创造了良好的市场空间。

此外，在平电致发光显示器（ELD）、电致变色显示器（ECD）、等离子体显示（PD）等领域，TCO 薄膜也将会发挥巨大的作用。

1.2.2薄膜太阳能电池
在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点，具有广阔的应用前景。

薄膜太阳能电池与晶硅太阳能电池相比具有更低的成本，对于大规模工业生产具有独特的优势，已成为继单晶硅、多晶硅之后的第三代太阳能电池，成为目前太阳能研究开发的主要方向。

薄膜太阳能电池是在TCO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。

图3示意了非晶硅/微晶硅双结叠层的薄膜太阳能电池。

图3 薄膜太阳能电池结构示意图
太阳光从TCO玻璃一侧入射，由于TCO的透明性大部分光进入硅薄膜p-i-n结区域，其中光子能量大于硅禁带宽度E g的光子能把价带中电子激发到导带上去，形成自由电子，价带中留下带正电的自由空穴，即电子-空穴对，通常称它们为光生载流子。

其中在耗尽区或空间电荷层内的光生载流子，立即被该区的内建电场分离，电子被扫到电池的ｎ型一侧，空穴被扫到电池的ｐ型一侧，从而在电池上下两面（两极）分别形成了正负电荷积累，产生“光生电压”，即“光伏效应”。

由此可见，TCO玻璃作为薄膜太阳能电池的前电极，是必不可少的构件。

并且，TCO玻璃表面薄膜的电导率、透光性能、光反射及吸收特性都将对最终薄膜电池的光电转换效率起决定性作用。