隨著對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。其中，鈣鈦礦太陽能電池因其高效率、低成本和制造工藝簡單等優(yōu)勢，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，金晶集團生產(chǎn)的TCO導(dǎo)電玻璃成功上市，打破了國外技術(shù)的長期壟斷。

如今，金晶集團TCO導(dǎo)電膜玻璃產(chǎn)能達4500萬平米，生產(chǎn)車間持續(xù)運營，實現(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、纖納光電等國內(nèi)鈣鈦礦電池龍頭企業(yè)實現(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)了國內(nèi)該領(lǐng)域90%的市場份額。

TCO導(dǎo)電玻璃的科技魅力

玻璃也能導(dǎo)電？兩個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，也是其價值所在。

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，市場長期被國外企業(yè)壟斷。

通過十余年的研發(fā)，金晶集團在線鍍膜技術(shù)團隊攻克大面積玻璃基板微米級控制技術(shù)、在線大面積CVD鍍膜均勻性技術(shù)、納米級膜層控制技術(shù)等技術(shù)難題，成功研發(fā)出國際先進水平的TCO導(dǎo)電玻璃，填補了此類產(chǎn)品的國產(chǎn)空白，突破了中國太陽能薄膜電池行業(yè)發(fā)展的技術(shù)難題。與此同時，技術(shù)團隊還攻克了工業(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，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，成為國內(nèi)外為數(shù)不多掌握TCO導(dǎo)電膜玻璃技術(shù)且能實現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)之一。

2024年4月，金晶集團生產(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)效率達到26.36%，創(chuàng)造業(yè)內(nèi)新紀(jì)錄。

青海光伏電站兆瓦級鈣鈦礦組件光伏示范項目

攻克技術(shù)難題推動光伏行業(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)電玻璃全部被國外技術(shù)所壟斷，制約著我國光伏行業(yè)的發(fā)展和迭代更新。為了改變這種局面，金晶集團依托自身在線鍍膜技術(shù)團隊及技術(shù)，投資5億元新建國際領(lǐng)先的在線CVD鍍膜玻璃生產(chǎn)線。鍍膜技術(shù)團隊設(shè)有研發(fā)中心，擁有6000余平方米研發(fā)實驗樓以及各種實驗鍍膜設(shè)備、多種工藝優(yōu)化、產(chǎn)品性能分析測試設(shè)備，并與國內(nèi)多所知名高校建立產(chǎn)學(xué)結(jié)合平臺。

在線鍍膜技術(shù)團隊負責(zé)人表示，要制造大面積的TCO導(dǎo)電玻璃，需要解決多個技術(shù)難題，包括大面積玻璃基板的微米級控制技術(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方法，等待著鍍膜團隊進行技術(shù)突破。

面對這些技術(shù)挑戰(zhàn)，技術(shù)團隊選擇了適用于鈣鈦礦基層的優(yōu)質(zhì)玻璃材料，設(shè)計了一套膜系結(jié)構(gòu)，并通過專業(yè)軟件進行精確模擬，研究穩(wěn)定制備高質(zhì)量膜層的工藝細節(jié)。在經(jīng)過反復(fù)實驗與優(yōu)化，研發(fā)團隊對膜系結(jié)構(gòu)進行了精準(zhǔn)調(diào)整，確保了產(chǎn)品性能達到預(yù)期的高標(biāo)準(zhǔn)。此外，研發(fā)團隊在控制沉積條件，包括沉積溫度和沉積速率等方面進行突破，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)。

累計銷售收入超過1億元

目前，金晶集團在線鍍膜技術(shù)團隊已攻克了工業(yè)化大面積TCO導(dǎo)電膜量產(chǎn)難題，建成了世界先進、國內(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)電組件夯實基礎(chǔ)，填補了國內(nèi)市場空白。以擁有TCO導(dǎo)電膜玻璃的生產(chǎn)工藝和設(shè)備獨立知識產(chǎn)權(quán)形成優(yōu)勢，在淄博、滕州等多個基地儲備了充足產(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、纖納光電等國內(nèi)鈣鈦礦電池龍頭企業(yè)實現(xiàn)應(yīng)用，并創(chuàng)造了國內(nèi)最高轉(zhuǎn)換效率的紀(jì)錄。產(chǎn)品占據(jù)了國內(nèi)該領(lǐng)域絕大部分的市場份額，且儲備產(chǎn)能達到4500萬平/年，累計銷售收入超過1億元。預(yù)計到“十四五”末，金晶集團TCO導(dǎo)電玻璃產(chǎn)值可達10億元以上，儲備產(chǎn)能達到6000萬平/年，預(yù)計帶動上下游產(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)家論壇永久會場到廣州白云火車站，從衢州衢江漁光互補到內(nèi)蒙古蒙西基地庫布其光電項目，再到合肥肥東金融大廈和北京大運河博物館，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)家論壇永久會場

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