一、TCO玻璃产业概述
TCO(Transparent conductive oxide)玻璃即透明导电氧化物镀膜玻璃属于导电玻璃,具有较好的光透过率和导电性能。根据靶材和掺杂物的不同,TCO玻璃主要有ITO镀膜玻璃、FTO镀膜玻璃和AZO镀膜玻璃三种,其主要原材料为TCO靶材(包括掺杂物)、玻璃原片(主要为超薄玻璃基板),生产商通过镀膜设备将掺杂的TCO靶材涂镀在玻璃原片上。
不同类型TCO镀膜玻璃优缺点
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二、TCO产业链
1、产业链
TCO玻璃的产业链分为上游原材料及设备厂商,中游TCO玻璃厂商和下游玻璃应用厂商。其中,TCO材料代表企业有艺康化工(DMTC),邦成化工(TFA),艾德旺化工(MBTC)和成丰化工(SbCL3)等;镀膜设备代表企业有北玻股份和迈为股份;TCO玻璃代表企业有金晶科技、耀皮集团、中国玻璃等;下游光伏组件厂商有美国FirstSolar,中建材等,电子显示厂商三星,LG等,建筑玻璃厂商旗滨集团和信义玻璃等。
TCO产业链示意图
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2、上游
TCO玻璃的性质由TCO靶材直接决定,同时通过改变其中的掺杂物质也可在不同方面增强TCO的性能。TCO靶材是影响TCO玻璃成本的重要因素之一,其价格与所需要的金属元素(或)价格相关。ITO的原料铟较为稀有,因此ITO玻璃成本较高,而FTO和AZO的原料主要是锡和锌,相对更易得且价格较低,因此后两者的成本相对较低。另一方面,铟的毒性强于锡和锌,使用不当或对环境有一定污染。目前TCO靶材(尤其是大尺寸高纯靶材)基本被住友和三井等日韩企业垄断,国内企业如先导薄膜、壹纳光电、江丰电子已在部分靶材上实现国产化,但盈利水平较低。
不同TCO主要成分及可选用的掺杂物
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用于光伏电池上的 TCO 玻璃需要具有良好的透光性,因此通常选用超白浮法玻璃。目前国内仅有信义玻璃(868 HK)、旗滨集团(601636 CH)、金晶科技(600589 CH)、等公司具有超白浮法玻璃生产能力。据卓创资讯,截至 2022 年 7 月底,全国在产超白浮法玻璃产线共有 19 条,合计产能(日熔量)12250 吨/天。另一方面,随着柔性钙钛矿电池的逐步发展,柔性玻璃(如康宁的 Willow Glass)也可用作 TCO 的玻璃基板。
2022年中在产超白浮法玻璃产产能
注:不包括超白浮法光伏玻璃产线,截止2022年7月
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三、TCO玻璃技术背景
1、镀膜工艺
不同类型的镀膜工艺各有优劣,CVD镀膜具有良好的阶梯覆盖性能,便于制备复合产物,且其沉积相比PVD工艺较高。膜层厚度方面,CVD镀层厚度高于PVD镀层,但其膜层表面会比基板粗糙,而PVD镀层的表面粗糙程度则与基板表面相近。绕镀性上,CVD工艺可将膜层镀在基板的各个表面,而PVD工艺在背面和侧面的镀膜效果欠佳。最后,由于CVD工艺会产生反应尾气,其通常会带有毒性和可燃性,处理不当可能会对设备和环境造成污染。
PVD与CVD镀膜工艺对比
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镀膜工艺是TCO玻璃行业的核心壁垒,镀膜工艺可分为在线和离线。镀膜玻璃的生产工艺可分为在线镀膜(主要为CVD方法)和离线镀膜(主要为PVD方法)。在线镀膜即将镀膜设备安装在浮法玻璃生产线的锡槽上方,离线镀膜则是镀膜则是独立于玻璃产线之外。从技术难度来看,在线镀膜的难度更高,仅有国外少数企业掌握,国内、生产在线镀膜玻璃的企业均采用进口设备•在线镀膜成本低、膜层性能稳定。
在线镀膜与离线镀膜对比
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四、TCO产业现状
TCO镀膜玻璃价格区间与厚度和产品质量有关,3.2mm玻璃价格在60-70元/平米。假设到2025年3.2/2.65mm的镀膜玻璃占比分别为20%/80%,对应2025年总的薄膜电池组件用TCO镀膜玻璃市场空间有望达55.5亿元,CAGR+20.5%,“十四五”期间TCO镀膜玻璃总的市场规模有望达到211亿元。目前国内整体TCO镀膜产能仍较低,但主要企业持续布局加快产业快速扩张。
2021-2025年全球薄膜组件用TCO玻璃市场空间走势
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相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2028年中国TCO玻璃行业市场发展监测及投资潜力预测报告》;
国内在线镀膜TCO玻璃产能统计
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五、TCO玻璃竞争格局
国际企业来看,板硝子是全球最大的光伏用 TCO 镀膜玻璃供应商,板硝子与 First Solar 建立了持久的联系,是其目前主要的 TCO 镀膜玻璃供应商。板硝子主要采用在线的 APCVD 镀膜工艺生产 FTO 镀膜玻璃,2019-2020年板硝子先后于越南和美国各投产了一条 800t/d和600t/d的在线TCO镀膜产线。截至2022年 4 月,板硝子共有 8 条具有在线镀膜装置的产线(不一定全部用于生产 TCO 玻璃),总产能超过 5000t/d。
目前国内具备供货TCO玻璃的企业整体较少,主要受国内整体镀膜工艺发展较晚,而整体镀膜工艺偏向定制化需求,部分核心设备和生产工艺仍掌握在少数国外公司手中,导致国内整体TCO玻璃略落后国际。目前国内具备供货能力的企业有金晶科技、耀皮玻璃和中国玻璃等。
目前TCO玻璃行业具备供货能力的企业
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六、TCO玻璃发展趋势
1、FTO 镀膜玻璃是主流
TCO 镀膜玻璃种类丰富,不同类型 TCO 玻璃的主要生产企业和行业竞争格局各不相同。ITO玻璃作为发展较早、较为成熟的 TCO 玻璃,其行业需求和格局较为稳定。薄膜电池组件是 TCO 镀膜玻璃的重要需求来源,其中FTO 镀膜玻璃是目前主流产品。
2、钙钛矿需求带动
钙钛矿太阳能电池属于第三代太阳能电池技术,其以钙钛矿材料作为光吸收材料,由于其具有较高的光吸收系数,且可通过叠层的方式吸收不同波长的太阳光,因此具有较高的理论最高光电效率,有望成为铜铟镓硒 CIGS、碲化镉CdTe 之后第三类量产的薄膜电池技术。传统的钙钛矿电池的结构为 N-I-P 结构,与非晶硅薄膜电池类似,因此其同样需要用到 TCO 镀膜玻璃。随着钙钛矿的逐步量产和普及,TCO 镀膜玻璃用量有望从单层变为双层,相关需求也有望迎来较大增量。
钙铁矿电池成本四大优势
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华经产业研究院通过对中国TCO玻璃行业海量数据的搜集、整理、加工,全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业典型企业的产销运营分析,并根据行业发展轨迹及影响因素,对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向,把握市场机会,做出正确投资决策。更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2023-2028年中国TCO玻璃行业市场发展监测及投资潜力预测报告》。