隨著對(duì)清潔能源的需求提高,太陽能光伏技術(shù)早已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。其中,鈣鈦礦太陽能電池因其高效率、低成本和制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),被視為未來光伏技術(shù)的新星。而在這背后,TCO(透明導(dǎo)電氧化物)導(dǎo)電玻璃材料,正扮演著至關(guān)重要的角色。2022年5月,金晶集團(tuán)生產(chǎn)的TCO導(dǎo)電玻璃成功上市,打破了國(guó)外技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷。
如今,金晶集團(tuán)TCO導(dǎo)電膜玻璃產(chǎn)能達(dá)4500萬平米,生產(chǎn)車間持續(xù)運(yùn)營(yíng),實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向綠色能源、綠色建筑賽道的轉(zhuǎn)型。目前,TCO導(dǎo)電玻璃已經(jīng)在極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電等國(guó)內(nèi)鈣鈦礦電池龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,并創(chuàng)造了業(yè)內(nèi)最高轉(zhuǎn)換效率的記錄,占據(jù)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域90%的市場(chǎng)份額。
TCO導(dǎo)電玻璃的科技魅力
玻璃也能導(dǎo)電??jī)蓚€(gè)電極僅僅通過玻璃就形成閉合回路,燈亮了起來。這就是TCO導(dǎo)電膜玻璃,它是一種鍍有透明導(dǎo)電氧化物薄膜的新型玻璃材料,具有良好的光透過率和導(dǎo)電性能,主要承擔(dān)著載體、透光、導(dǎo)電等多種功能。TCO導(dǎo)電玻璃的高導(dǎo)電性、高透明性和均勻性是其技術(shù)難點(diǎn),也是其價(jià)值所在。
TCO導(dǎo)電玻璃是鈣鈦礦電池的最核心上游材料且占主要成本,對(duì)電池性能影響巨大,生產(chǎn)技術(shù)門檻高,制備過程工藝控制難度大,此前,市場(chǎng)長(zhǎng)期被國(guó)外企業(yè)壟斷。
通過十余年的研發(fā),金晶集團(tuán)在線鍍膜技術(shù)團(tuán)隊(duì)攻克大面積玻璃基板微米級(jí)控制技術(shù)、在線大面積CVD鍍膜均勻性技術(shù)、納米級(jí)膜層控制技術(shù)等技術(shù)難題,成功研發(fā)出國(guó)際先進(jìn)水平的TCO導(dǎo)電玻璃,填補(bǔ)了此類產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)空白,突破了中國(guó)太陽能薄膜電池行業(yè)發(fā)展的技術(shù)難題。與此同時(shí),技術(shù)團(tuán)隊(duì)還攻克了工業(yè)化大面積CVD鍍膜難題,并建成多條TCO導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),成為國(guó)內(nèi)外為數(shù)不多掌握TCO導(dǎo)電膜玻璃技術(shù)且能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)之一。
2024年4月,金晶集團(tuán)生產(chǎn)的透明導(dǎo)電膜玻璃(TCO玻璃)成功應(yīng)用于1000×2000mm尺寸的單結(jié)鈣鈦礦電池組件,光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.04%,刷新大尺寸單結(jié)鈣鈦礦電池組件轉(zhuǎn)換效率的紀(jì)錄。同月,使用金晶TCO生產(chǎn)的大尺寸(1.71m2)鈣鈦礦4T疊層組件穩(wěn)態(tài)效率達(dá)到26.36%,創(chuàng)造業(yè)內(nèi)新紀(jì)錄。
青海光伏電站兆瓦級(jí)鈣鈦礦組件光伏示范項(xiàng)目
攻克技術(shù)難題推動(dòng)光伏行業(yè)革新
TCO導(dǎo)電膜玻璃是制造鈣鈦礦太陽能電池的關(guān)鍵材料,它就像是電池的“心臟”,承擔(dān)著載體、透光、導(dǎo)電等多種功能,這種玻璃對(duì)厚度、透光性和導(dǎo)電能力的要求特別高,技術(shù)難度高。此前,應(yīng)用于第一、第二代薄膜電池的TCO導(dǎo)電玻璃全部被國(guó)外技術(shù)所壟斷,制約著我國(guó)光伏行業(yè)的發(fā)展和迭代更新。為了改變這種局面,金晶集團(tuán)依托自身在線鍍膜技術(shù)團(tuán)隊(duì)及技術(shù),投資5億元新建國(guó)際領(lǐng)先的在線CVD鍍膜玻璃生產(chǎn)線。鍍膜技術(shù)團(tuán)隊(duì)設(shè)有研發(fā)中心,擁有6000余平方米研發(fā)實(shí)驗(yàn)樓以及各種實(shí)驗(yàn)鍍膜設(shè)備、多種工藝優(yōu)化、產(chǎn)品性能分析測(cè)試設(shè)備,并與國(guó)內(nèi)多所知名高校建立產(chǎn)學(xué)結(jié)合平臺(tái)。
在線鍍膜技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示,要制造大面積的TCO導(dǎo)電玻璃,需要解決多個(gè)技術(shù)難題,包括大面積玻璃基板的微米級(jí)控制技術(shù)、在線鍍膜均勻性技術(shù)、以及大面積鍍膜均勻性的在線檢測(cè)方法,等待著鍍膜團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)突破。
面對(duì)這些技術(shù)挑戰(zhàn),技術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇了適用于鈣鈦礦基層的優(yōu)質(zhì)玻璃材料,設(shè)計(jì)了一套膜系結(jié)構(gòu),并通過專業(yè)軟件進(jìn)行精確模擬,研究穩(wěn)定制備高質(zhì)量膜層的工藝細(xì)節(jié)。在經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)與優(yōu)化,研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)膜系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了精準(zhǔn)調(diào)整,確保了產(chǎn)品性能達(dá)到預(yù)期的高標(biāo)準(zhǔn)。此外,研發(fā)團(tuán)隊(duì)在控制沉積條件,包括沉積溫度和沉積速率等方面進(jìn)行突破,為解決工業(yè)化生產(chǎn)大面積TCO導(dǎo)電膜玻璃的難題奠定了基礎(chǔ)。
累計(jì)銷售收入超過1億元
目前,金晶集團(tuán)在線鍍膜技術(shù)團(tuán)隊(duì)已攻克了工業(yè)化大面積TCO導(dǎo)電膜量產(chǎn)難題,建成了世界先進(jìn)、國(guó)內(nèi)首條TCO導(dǎo)電膜玻璃生產(chǎn)線,可生產(chǎn)“建筑光伏一體化”綠色建筑發(fā)電玻璃基板,為碲化鎘、鈣鈦礦薄膜發(fā)電組件夯實(shí)基礎(chǔ),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白。以擁有TCO導(dǎo)電膜玻璃的生產(chǎn)工藝和設(shè)備獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)形成優(yōu)勢(shì),在淄博、滕州等多個(gè)基地儲(chǔ)備了充足產(chǎn)能,為鈣鈦礦太陽能電池的研發(fā)和生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的支持。
TCO導(dǎo)電玻璃已經(jīng)在極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電等國(guó)內(nèi)鈣鈦礦電池龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,并創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)最高轉(zhuǎn)換效率的紀(jì)錄。產(chǎn)品占據(jù)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域絕大部分的市場(chǎng)份額,且儲(chǔ)備產(chǎn)能達(dá)到4500萬平/年,累計(jì)銷售收入超過1億元。預(yù)計(jì)到“十四五”末,金晶集團(tuán)TCO導(dǎo)電玻璃產(chǎn)值可達(dá)10億元以上,儲(chǔ)備產(chǎn)能達(dá)到6000萬平/年,預(yù)計(jì)帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值近百億元
金晶TCO導(dǎo)電玻璃在環(huán)境效益上也體現(xiàn)了巨大價(jià)值,滿產(chǎn)狀態(tài)下,使用其制成的鈣鈦礦玻璃電池產(chǎn)生的綠電,預(yù)計(jì)可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約360萬噸,減少二氧化碳排放1070萬噸,為國(guó)家“3060”雙碳目標(biāo)的戰(zhàn)略落地提供了有力支持。
TCO導(dǎo)電玻璃不僅可以應(yīng)用在光伏領(lǐng)域,在建筑、汽車等多個(gè)行業(yè)也展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。從世界頂尖科學(xué)家論壇永久會(huì)場(chǎng)到廣州白云火車站,從衢州衢江漁光互補(bǔ)到內(nèi)蒙古蒙西基地庫布其光電項(xiàng)目,再到合肥肥東金融大廈和北京大運(yùn)河博物館,TCO導(dǎo)電玻璃的身影無處不在。下一步,TCO導(dǎo)電玻璃將在光電幕墻顯示、智能變色玻璃、加熱防霧玻璃、電磁屏蔽視窗、氣敏元件等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
世界頂尖科學(xué)家論壇永久會(huì)場(chǎng)
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