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金晶集团:攻克大尺寸导电玻璃工业化技术TCO导电玻璃实现量产
类别:太阳能  日期:2024-12-31  来源:山东科技  点击率:7884  打印 关闭

 

随着对清洁能源的需求提高,太阳能光伏技术早已成为全球关注的焦点。其中,钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和制造工艺简单等优势,被视为未来光伏技术的新星。而在这背后,TCO(透明导电氧化物)导电玻璃材料,正扮演着至关重要的角色。2022年5月,金晶集团生产的TCO导电玻璃成功上市,打破了国外技术的长期垄断。

 

如今,金晶集团TCO导电膜玻璃产能达4500万平米,生产车间持续运营,实现了由传统产业向绿色能源、绿色建筑赛道的转型。目前,TCO导电玻璃已经在电光能、协光电、纳光电等国内钙钛矿电池龙头企业实现应用,并创造了业内最高转换效率的记录,占据了国内该领域90%的市场份额。

 

TCO导电玻璃的科技魅力

 

玻璃也能导电?两个电极仅仅通过玻璃就形成闭合回路,灯亮了起来。这就是TCO导电膜玻璃,它是一种镀有透明导电氧化物薄膜的新型玻璃材料,具有良好的光透过率和导电性能,主要承担着载体、透光、导电等多种功能。TCO导电玻璃的高导电性、高透明性和均匀性是其技术难点,也是其价值所在。

 

TCO导电玻璃是钙钛矿电池的核心上游材料且占主要成本,对电池性能影响巨大,生产技术门槛高,制备过程工艺控制难度大,此前,市场长期被国外企业垄断。

 

通过十余年的研发,金晶集团在线膜技术团队攻克大面积玻璃基板微米级控制技术、在线大面积CVD镀膜均匀性技术、纳米级膜层控制技术等技术难题,成功研发出国际先进水平的TCO导电玻璃,填补了此类产品的国产空白,突破了中国太阳能薄膜电池行业发展的技术难题。与此同时,技术团队还攻克了工业化大面积CVD镀膜难题,并建成多条TCO导电玻璃生产线,实现规模化生产,成为国内外为数不多掌握TCO导电膜玻璃技术且能实现量产的企业之一。

 

2024年4月,金晶集团生产的透明导电膜玻璃(TCO玻璃)成功应用于1000×2000mm尺寸的单结钙钛矿电池组件,光电转换效率达到19.04%,刷新大尺寸单结钙钛矿电池组件转换效率的纪录。同月,使用金晶TCO生产的大尺寸(1.71m2)钙钛矿4T叠层组件稳态效率达到26.36%,创造业内新纪录。

  

攻克技术难题推动光伏行业革新

 

TCO导电膜玻璃是制造钙钛矿太阳能电池的关键材料,它就像是电池的“心脏”,承担着载体、透光、导电等多种功能,这种玻璃对厚度、透光性和导电能力的要求特别高,技术难度高。此前,应用于第一、第二代薄膜电池的TCO导电玻璃全部被国外技术所垄断,制约着我国光伏行业的发展和迭代更新。为了改变这种局面,金晶集团依托自身在线膜技术团队及技术,投资5亿元新建国际领先的在线CVD镀膜玻璃生产线。膜技术团队设有研发中心,拥有6000余平方米研发实验楼以及各种实验镀膜设备、多种工艺优化、产品性能分析测试设备,并与国内多所知名高校建立产学结合平台。

 

在线膜技术团队负责人表示,要制造大面积的TCO导电玻璃,需要解决多个技术难题,包括大面积玻璃基板的微米级控制技术、在线镀膜均匀性技术、以及大面积镀膜均匀性的在线检测方法,等待着镀膜团队进行技术突破。

 

面对这些技术挑战,技术团队选择了适用于钙钛矿基层的优质玻璃材料,设计了一套膜系结构,并通过专业软件进行精确模拟,研究稳定制备高质量膜层的工艺细节。在经过反复实验与优化,研发团队对膜系结构进行了精准调整,确保了产品性能达到预期的高标准。此外,研发团队在控制沉积条件,包括沉积温度和沉积速率等方面进行突破,为解决工业化生产大面积TCO导电膜玻璃的难题奠定了基础。

 

累计销售收入超过1亿元

 

目,金晶集团在线膜技术团队已攻克了工业化大面积TCO导电膜量产难题,建成了世界先进、国内首条TCO导电膜玻璃生产线,可生产“建筑光伏一体化”绿色建筑发电玻璃基板,为碲化镉、钙钛矿薄膜发电组件夯实基础,填补了国内市场空白。以拥有TCO导电膜玻璃的生产工艺和设备独立知识产权形成优势,在淄博、滕州等多个基地储备了充足产能,为钙钛矿太阳能电池的研发和生产提供强有力的支持。

 

TCO导电玻璃已经在电光能、协光电、纳光电等国内钙钛矿电池龙头企业实现应用,并创造了国内最高转换效率的纪录。产品占据了国内该领域绝大部分的市场份额,且储备产能达到4500万平/年,累计销售收入超过1亿元。预计到“十四五”末,金晶集团TCO导电玻璃产值可达10亿元以上,储备产能达到6000万平/年,预计带动上下游产业产值近百亿元。

 

金晶TCO导电玻璃在环境效益上也体现了巨大价值,满产状态下,使用其制成的钙钛矿玻璃电池产生的绿电,预计可节约标准煤约360万吨,减少二氧化碳排放1070万吨,为国家“3060”双碳目标的战略落地提供了有力支持。

 

TCO导电玻璃不仅可以应用在光伏领域,在建筑、汽车等多个行业也展现出应用潜力。从世界顶尖科学家论坛永久会场到广州白云火车站,从衢州衢江渔光互补到内蒙古蒙西基地库布其光电项目,再到合肥肥东金融大厦和北京大运河博物馆,TCO导电玻璃的身影无处不在。下一步,TCO导电玻璃将在光电幕墙显示、智能变色玻璃、加热防雾玻璃、电磁屏蔽视窗、气敏元件等领域广泛应用。

 



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