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[Table___inInfo]建材行业行业深度研究报告维持“中性”2010-6-1[Table_KeyInfo][Table_Title]TCO玻璃应用前景广阔——镀膜玻璃系列报告之二报告要点TCO玻璃__薄膜太阳能电池行业高成长TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜(TransparentConductiveOxide)而形成的组件对于薄膜太阳能电池来说,由于中间半导体层几乎没有横向导电性能,因此必须使用TCO玻璃有效收集电池的电流,同时TCO薄膜具有高透和减反射的功能让大部分光进入吸收层虽然目前晶硅电池占主流,薄膜电池也还存在种种问题需要解决,但是薄膜电池有其独特的优势使得发展前景广阔转换效率和生产成本改善空间巨大,生产工序相对简单、生产能耗少,应用范围广泛;美国的薄膜产商FirstSolar发展非常迅速,后来者居上,已成为世界第一大太阳能电池企业;根据Nano__rkets预测,09-15年薄膜电池产量还将有16倍的增长空间,复合增速高达58%;而按照国内目前各厂商的扩产计划,国内薄膜太阳能电池企业的扩产大幅扩产将将拉动TCO玻璃需求高增长TCO玻璃的生产工艺TCO玻璃工艺主要分为超白浮法玻璃生产、TCO镀膜超白浮法玻璃生产工艺难度较高,目前世界上主要供应商有__旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等,国内供应厂家有限,目前仅金晶科技、南玻、信义能够供货太阳能TCO镀膜玻璃当前以FTO玻璃为主,AZO玻璃将成为未来发展趋势,主要采用化学气相沉积法(FTO玻璃)和磁控溅射法(AZO玻璃)太阳能TCO玻璃供给有限,发展空间巨大当前太阳能TCO玻璃生产控制在少数国外厂商手中,如板硝子、旭硝子、AFG、PPG等;我国近年来虽然有多家研究机构和公司申请了TCO镀膜的发明专利,但仍未真正实现产业化,并且镀膜设备仍受国外生产商控制当前国内生产企业寥寥无几,已投产的仅有中国科技、南玻和信义,未来中航三鑫等企业将进军TCO玻璃行业我们看好TCO玻璃的发展空间[Table_CompanyInfo]行业内重点公司推介公司代码公司名称投资评级002163中航三鑫推荐000012南玻A推荐[Table_BaseInfo]行业相对市场表现(近12个月)资料来源Wind资讯行业内跟踪公司比较09A10E11EPEPBEV/EBITDA09A10E11EPEPBEV/EBITDA相关研究《LOW-E玻璃发展正当时——镀膜玻璃系列报告之一》2010-5-17分析师刘元瑞,邹戈862168751757zouge@cjsc.com.cn执业证书编号S0490209080266__人周旭辉862168751757Zhouxuhui1007@g__il.com正文目录TOC\o1-2\h\z\u产品介绍4__薄膜太阳能电池行业高成长4TCO在薄膜太阳能电池中的应用4薄膜太阳能电池有其独特的优势6薄膜电池前景广阔将带来TCO玻璃需求高速增长9TCO玻璃的生产工艺11超白浮法玻璃基片11TCO玻璃镀膜工艺13太阳能TCO玻璃供给有限,发展空间巨大15国外的太阳能TCO玻璃生产概况15我国自有TCO镀膜技术仍未实现产业化,需从国外引进16TCO镀膜设备受国外生产商控制17当前国内生产企业很少,未来发展空间巨大18图表目录TOC\h\z\t图题\c图1薄膜电池结构图5图2薄膜电池的生产流程5图3薄膜电池理论转换效率接近晶硅电池6图4薄膜电池产业化转换效率上升空间巨大6图5未来薄膜电池成本仍要低于晶硅电池(单位$/w)7图6晶硅电池生产工艺及原材料8图7薄膜电池生产工艺与原材料(以非晶硅电池为例)8图8firstsolar产量(单位MW)9图9成本下降通道10图10转换效率提升空间10图11薄膜电池产量成长空间巨大10图12超白浮法玻璃(上)与普通浮法玻璃对比12图13镀膜方法14图14化学气相沉积法流程15图15A__TCO玻璃收入规划16图16欧瑞康TCO镀膜设备18TOC\h\z\t表题\c表1目前应用广泛的三种TCO玻璃4表2太阳能电池的分类4表3薄膜电池的结构5表4薄膜太阳能电池对TCO玻璃的要求6表5薄膜生产设备未来会逐渐普及7表6晶体硅和薄膜电池生产电耗情况(25MV)8表7薄膜太阳能电池特性9表8美国FirstSolar薄膜电池快速扩张之路10表9大陆主要薄膜电池产能扩张情况(单位MW)11表10玻璃典型基础成份的比较12表11金晶科技
3.2mm浮法超白玻璃特性12表12薄膜电池结构基片方案12表13超白浮法玻璃生产难度较大13表14国内厂商超白浮法玻璃产能情况13表15目前主流的两种太阳能TCO玻璃14表16TCO生产企业与工艺15表17A__的TCO事业部15表18A__TCO玻璃产品型号与性能16表19TCO生产专利17表20TCO生产企业与产能万㎡/年18产品介绍TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜(TransparentConductiveOxide,简称TCO薄膜)而形成的组件透明导电氧化物薄膜主要包括In、__、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料TCO有两个主要指标一是对可见光的高透过率(T__g80%),另一个是高的导电率(R10-3Ω·cm)TCO玻璃因其透明、导电的优异性能而应用广泛,可以应用在太阳能薄膜电池、显示器、热反射镜、透明表面发热器、柔性发光器件及雷达屏蔽保护等领域表1目前应用广泛的三种TCO玻璃ITO玻璃FTO玻璃(ATO玻璃)AZO玻璃导电膜材料掺锡的氧化铟In2O3Sn稀有元素铟稀缺掺氟的氧化锡SnO2:F(掺锑的氧化锡SnO2:__)原料不稀缺掺铝的氧化锌ZnO:Al原料不稀缺性能导电性能在目前是最好的,生产成本较高,容易被氧化很好的绒面结构成本最高,有很好的透光性、电特性,性能较好,但不耐潮生产工艺磁控溅射(PVD)化学气相沉积法(CVD)磁控溅射(PVD)发展阶段成功量产成功量产试生产阶段主要应用领域目前主流,电器显示屏非晶硅薄膜电池多结的薄膜电池生产厂家三星、NSG、Geo__tic板硝子、旭硝子、AFG欧瑞康、莱宝、仕贯真空资料来源长江证券研究所__薄膜太阳能电池行业高成长TCO在薄膜太阳能电池中的应用太阳能电池(光伏电池)主要分为晶体硅电池和薄膜电池,当前晶体硅占整个光伏市场80%的份额,薄膜电池占比约20%表2太阳能电池的分类主类产品细分商业化阶段备注晶体硅电池单晶硅电池大规模商业化生产多晶硅电池大规模商业化生产薄膜电池非晶硅(微晶硅)电池大规模生产(前期)化合物薄膜电池中小规模商业化砷化镓、碲化镉、铜铟镓硒有机太阳能电池实验室阶段资料来源长江证券研究所薄膜太阳能电池(thin-filmpv)是将半导体薄膜沉积在载体上形成的电池,在光照条件下,半导体薄膜可以利用光升伏打效应将光能转化为电能,并通过前电极与背电极将电能输出表3薄膜电池的结构结构材料功能基板超白浮法玻璃保护、支撑、透光前电极TCO薄膜输出电能半导体薄膜非晶硅(微晶硅)、砷化镓、碲化镉、铜铟镓硒将光能转化为电能背电极铝输出电能衬底玻璃、金属、陶瓷等保护、支撑资料来源长江证券研究所图1薄膜电池结构图资料来源长江证券研究所图2薄膜电池的生产流程资料来源长江证券研究所TCO玻璃作为薄膜太阳能电池前电极,是其必不可少的一部分,对于薄膜太阳能电池来说,由于中间半导体层几乎没有横向导电性能,因此必须使用TCO玻璃有效收集电池的电流,同时TCO薄膜具有减反射的功能让大部分光进入吸收层;薄膜电池对TCO玻璃的光谱透过率、导电性能、雾度等性能都有要求表4薄膜太阳能电池对TCO玻璃的要求项目要求备注光谱透过率80%使光能穿过,以便半导体层能够充分地利用太阳光导电性能10-3Ω.cm由于要用作前电极输出电能,减少损耗,故要求串联电阻很低雾度11%~15%为了增加薄膜电池半导体层吸收光的能力,TCO玻璃需要提高对透射光(短波)的散射能力,这一能力用雾度来表示激光刻蚀性良好薄膜电池在制作过程中,需要将表面划分成多个长条状的电池组,将电池组串联起来以提高输出能效因此,TCO玻璃在镀半导体膜之前,必须要对表面的导电膜进行刻划,被刻蚀掉的部分必须完全除去氧化物导电膜层,以保持绝缘耐候性与耐久性20年光伏电池在__上以后,尤其是光伏一体化建筑__在房顶和幕墙上时,不适宜进行经常性的维修与更换,这就要求光伏电池具有良好的耐久性资料来源长江证券研究所薄膜太阳能电池有其独特的优势虽然目前多晶硅太阳能电池仍是主流,但是我们认为薄膜太阳能电池有其独特的优势,未来发展空间巨大改善空间巨大相比核电和风电,太阳能电池发电成本较高导致其大规模运用受限;相比晶硅电池,我们认为薄膜太阳太阳能电池的发电成本未来改善空间更大,将使得太阳能更大范围内应用;这里所说的改善空间主要包含两个方面一是转换效率;二是生产成本转换效率从产业化转换效率来看,晶硅电池一般为14-19%,而薄膜电池的转换效率为5-10%左右;而从实验室转化率记录看,薄膜电池的最高记录已经接近多晶硅电池,将近20%,与目前仅10%上下的转化率相比,未来的薄膜电池还有翻番的提升空间图3薄膜电池理论转换效率接近晶硅电池资料来源长江证券研究部图4薄膜电池产业化转换效率上升空间巨大资料来源长江证券研究所生产成本生产设备方面由于薄膜电池技术发展时间较短,并未形成通用技术和通用设备,目前提供大尺寸薄膜电池设备交钥匙工程的主要是A__T、Oerlikon以及ULVAC,导致了设备成本高企,25MW非晶硅薄膜电池生产线的售价在3亿元~4亿元人民币之间,而25MW晶体硅只有4000万元~5000万元,同容量薄膜电池生产线的__是晶硅的6-10倍,随着技术的进步、规模化生产和设备厂商的增加,设备的__下降空间巨大表5薄膜生产设备未来会逐渐普及大尺寸设备商规模__小尺寸设备商规模__A__T40MW
2.2*
2.6㎡NanoPV5MW
1.397*
0.635㎡Oerlikon20MW
1.1*
1.3㎡华基光电5MW
1.245*
0.635㎡ULVAC25MW
1.1*
1.4㎡北仪创新5MW
1.245*
0.635㎡XsunX25MW
1.0*
1.6㎡EnergSolar5MW
1.245*
0.635㎡Jusung25MWEPV5MW
1.245*
0.635㎡思博露5MW
1.245*
0.635㎡普乐5MW
1.245*
0.635㎡EnergoSolar5MWSTF5MW资料来源长江证券研究所原材料方面薄膜电池的主要原材料包括TCO玻璃、EVA、靶材以及气体目前TCO玻璃、靶材和硅烷均为国际巨头垄断高品质的太阳能TCO玻璃基本被__的旭硝子、板硝子和美国的AFG垄断,溢价空间小,进货__高;靶材目前的国内供应仍被国际大厂把持,德国贺利氏是全球最大的供应商;国内目前也没有企业生产硅烷,而主要国际大厂扩产有限,加之LCD等需求量居高不下,硅烷供应仍偏紧张,__维持高位随着这些原材料的__,__下调空间巨大根据PHOTON的预测,未来薄膜电池的成本将持续下降,且下降速度快于晶硅电池图5未来薄膜电池成本仍要低于晶硅电池(单位$/w)资料来源PHOTON,长江证券研究部工序相对简单、生产能耗低目前占主流的晶硅太阳能电池虽然转换效率高,技术成熟,但是它存在的最大问题主要原料多晶硅或单晶硅制造工序复杂、制造能耗大、切片材料利用率低、污染环境,从而也导致生产成本高;而且太阳能本身作为一种可再生的清洁能源,如果在制作太阳能电池过程中需要大量消耗不可再生资源、同时还带来环境污染,会使得其可再生的清洁能源打上折扣而薄膜太阳能电池制造工序简单、能耗少,能避免这个缺陷图6晶硅电池生产工艺及原材料资料来源长江证券研究部图7薄膜电池生产工艺与原材料(以非晶硅电池为例)资料来源长江证券研究所以电耗为例,晶体硅由于使用的硅层较厚,而晶硅层从冶炼、提纯、到浇注、切片,工序较多,每个环节消耗的电能也都较多而非晶硅电池由于薄膜层非常薄,仅为晶体硅的1/100而且工序简单,故耗电量较低,非晶硅总体耗电与晶体硅存在数量级的差别表6晶体硅和薄膜电池生产电耗情况(25MV)年电耗晶体硅6660-12864万度冶金级硅冶炼300万度硅材料提纯4800-10504万度拉单晶约820万度多晶硅浇注约240万度太阳电池片500-1000万度非晶硅111万度资料来源长江证券研究所应用范围广泛薄膜太阳能电池应用广泛主要体现在以下几个方面能在更广的环境下发电薄膜太阳能电池弱光性好,适用的阳光强度范围广,受天气的影响小;承受的温度高,功率不太容易受温度影响多样的基板材料可运用在多种领域晶硅电池必须__成坚硬的板块状电池板,限制了它的许多用途;而薄膜太阳能电池形式多样,双层玻璃刚性的薄膜电池组件可以部分代替玻璃幕墙,不锈钢和聚合物衬底的柔性薄膜电池适用于建筑屋顶等需要造型的部分同时,应用于建筑中,TCO能很好地阻挡外部红外射线的进入和内部热能的散失,双层玻璃中间的PVB或EVA,能够有效隔断能量的传导,起到LOW-E玻璃的节能功能当然,目前薄膜电池还存在种种问题需要解决非晶硅存在的主要问题是转换效率低,并且有光致衰减效应;碲化镉存在的主要问题是镉化合物会引起环境污染,并且碲稀缺,铜铟镓硒良品率低,而且铟稀缺表7薄膜太阳能电池特性非晶硅CdTe(碲化镉)CIGS(铜铟镓硒)光吸收层材料硅碲、镉化合物铜、铟、镓、硒化合物光吸收层厚度
0.2-
0.5μm1μm1μm光吸收能力
1、非直接能隙材料,可吸收的光谱有限
2、吸收光子能量范围
1.1-
1.7ev
1、直接能隙材料,吸收范围广
2、吸收光子能量范围
1.45ev
1、直接能隙材料,吸收范围广
2、吸收光子能量范围
1.02-
1.68ev发电稳定性
1、稳定性较差,有光致衰减效应
2、Tandem可改善光致衰减效应稳定性高,无光致衰减效应稳定性高,无光致衰减效应产业化转化效率5-8%
8.5-
10.5%10-12%实验室最高效率
15.4%
16.9%
19.9%材料特性硅烷为主要原材料,因用量少而供应充足
1、碲为稀有金属,难以应付全面性大量的市场需求
2、碲、镉为有毒元素,受限环保法规及消费心理障碍
1、硒/铟为稀有金属,难以应付全面性大量的市场需求
2、缓冲层硫化镉具有潜在毒性材料控制性产业界用硅技术成熟二元素较CIGS易控制四元素难以精准控制材料成本高品质TCO玻璃__高材料成本约占5成靶材成本比基板高常见的成膜技术
1、化学气象沉积法(CVD)
2、溅射法
1、蒸镀法
2、适用多种成膜技术溅射法存在问题转换效率低;容易衰减镉化合物可能引起环境污染问题碲稀缺良品率;铟稀缺资料来源长江证券研究所薄膜电池前景广阔将带来TCO玻璃需求高速增长FirstSolar的例子我们以薄膜太阳能电池标杆企业——美国FirstSolar为例,可以看到薄膜太阳能电池企业发展之迅速FirstSolar是总部位于美国亚利桑那州一家从事碲化镉薄膜电池生产制造的厂商,成立于1998年,2002年生产出第一块光伏电池产品,2006年底在美国纳斯达克上市FirstSolar一直以惊人速度扩张,产量从04年的
6.5MV增至09年的1100MV,番了170倍,年复合增长率高达179%,销售收入复合增速173%,现在已经跃身成为全球最大的光伏厂商2009年9月8日,中国__与FirstSolar签署___,双方计划在内蒙古鄂尔多斯建造200万千瓦的太阳能发电厂,这将是世界上最大的太阳能发电厂,可供300万户居民用电图8firstsolar产量(单位MW)资料来源firstsolar,长江证券研究部表8美国FirstSolar薄膜电池快速扩张之路2004200520062007200820092010Q1成本(美元/瓦)
2.
941.
591.
401.
231.
080.
840.81售价(美元/瓦)
2.
082.
252.
252.
442.
471.
881.76产量(兆瓦)
6.
5021.
4059.
90206.
30504.001100322收入(百万美元)
13.
5248.
06134.
97503.
981246.
32066.
2568.0收入增速255%181%273%147%66%资料来源长江证券研究所该公司的薄膜太阳能电池单位制造成本已经从04年的
2.94美元/瓦压缩至09年的
0.84美元/瓦,10年1季度已降至
0.81美元/瓦;在2009年8月的会议上,FirstSolar表示,计划2014年其碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池模块每瓦制造成本将达到
0.52-
0.63美元,转换效率也将提升至
12.5%图9成本下降通道资料来源FSLR,长江证券研究部图10转换效率提升空间资料来源FSLR,长江证券研究部薄膜太阳能电池行业快速发展将拉动TCO玻璃需求高增长据行业分析公司Nano__rkets预测,全球薄膜太阳能电池2015年的发电量将达到26000MW,销售额将超过200亿美元,太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池,而2009年薄膜电池的产量仅为1644MW,薄膜电池还将有16倍的增长空间,09-15年复合增速将高达58%图11薄膜电池产量成长空间巨大资料来源长江证券研究部中国企业也看到了薄膜电池的良好前景,各个企业产能飞速扩张根据各生产商的投产计划,Bestsolar,新奥、源畅光电、强生光电、金太阳等主要薄膜电池生产商将在未来几年释放产能,一旦这些生产线投产,产量将实现快速增长表9大陆主要薄膜电池产能扩张情况(单位MW)厂商20082009E2010E厂商20082009E2010E合计
3331332.54717BestSolar001000蚌埠普乐2575100廊坊新奥060500蓝星泰瑞012100源畅光电12180500创益科技035100强生光电2575500综艺光伏02680金太阳60260410慈能光伏255064无锡尚德60200400钧石能源505050浙江正泰030240拓日新能254040天威薄膜
046.5200大亿光能103030天裕光能025120河南阿格斯02525天津津能2525120沈阳汉锋102020通用光伏050100鑫笙能源61818资料来源长江证券研究部按照每50Wp的薄膜太阳能电池大约使用1m2的TCO玻璃,国内薄膜太阳能电池企业的扩产大幅扩产将将拉动TCO玻璃需求高增长TCO玻璃的生产工艺TCO玻璃是指在玻璃表面镀一层透明的导电薄膜形成的组件,而太阳能级的TCO玻璃的基片一般都使用超白浮法玻璃超白浮法玻璃基片超白浮法玻璃又称低铁玻璃、五色玻璃、高透明玻璃,是指由于三氧化二铁含量低,导致可见光透射率高的浮法玻璃它于普通浮法玻璃不同,其断面不会呈绿色,具有极佳的透光性能,外观有着与无色水晶相似的视觉效果,给人以高贵典雅的感觉,适合各类建筑装饰、高档玻璃家具、高档轿车玻璃、高档贵重品展示的柜台橱窗等又因为其高透光率,应用于薄膜太阳能电池图12超白浮法玻璃(上)与普通浮法玻璃对比资料来源长江证券研究部表10玻璃典型基础成份的比较化学组份含量%)SIO2AL2O3CaOMgOR2OFe2O3超白浮法玻璃
73.
40.
911.
10.
214.
50.017普通浮法玻璃
72.
51.
08.
24.
114.
00.2资料来源PHOTON,长江证券研究部优异的特性适用于薄膜电池基片作为薄膜太阳能组件的太阳能玻璃必须具备下列特性阳光透过率高、吸收率和反射率低,让光透过以便让其他组件吸收;对风压、积雪、冰雹、投掷石子等外力和热应力有较高的机械强度;对雨水和环境中的有害气体具有一定的耐腐蚀性能;__暴露在大气和阳光下,性能无严重恶化;热膨胀系数必须与结构材料相匹配,即膨胀系数要小我们以金晶科技的
3.2mm浮法超白玻璃为例(薄膜电池玻璃常采用
3.2mm),它的性能很好地满足了太阳能电池的需求表11金晶科技
3.2mm浮法超白玻璃特性可见光透光率紫外光透光率太阳辐射热反射太阳辐射热吸收最终抗张强度转化温度线性膨胀系数20-300℃密度
91.40%88%8%2%
41.4Mpa556℃
9.28×10-6/℃
9.75×10-6/℃
2.5076g/cm3资料来源长江证券研究部除SiGe薄膜电池和CIGS可用金属做为基片之外,几乎其他所有的薄膜电池技术都采用超白玻璃作为电池芯片的基片材料表12薄膜电池结构基片方案a-Sia-Si/a-Sia-Si/ZnOa-Si/a-SiGe/a-SiGea-Si/mc-Sia-Si/a-Si/Ge/mc–SiCdTeCIGS玻璃基片√√√√√√√金属基片√√资料来源长江证券研究部生产工艺难度较高和普通浮法玻璃相比,超白浮法玻璃工艺难度较高,主要体现在两个地方一是氧化铁的含量控制困难;二是在原料熔化过程中,产生的气泡难于消除表13超白浮法玻璃生产难度较大目的难度措施控制氧化铁含量原料中氧化铁成分控制在
0.015%以下不采用白云石、长石和石灰石,一般使用方解石和氢氧化铝,__贵;硅质原料药选用高精硅砂,铁含量不大于
0.012%生产设备尽量不含铁粉料库料仓及工艺溜管均内衬工程塑料板;提升机壳体材料选用热浸式镀锌板;传动装置采用皮带传动,料斗材料选用聚乙烯;带式输送机头部、进粉库溜槽、仓顶倒料除尘器头部均设置除铁器避免硫被还原后与铁反应燃烧气氛要完全调整为氧化性操作消除气泡高温融化后的玻璃液体中含有大量的气泡要增加特殊的复合澄清剂,使气体溶解资料来源长江证券研究所国内供应厂家有限目前世界上主要的超白玻璃供应商,有__旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等超白玻璃的技术要求很高,需要具备雄厚的技术和生产资源相配套,国内生产超白浮法玻璃主要有三家金晶、南玻A和以及最近推出超白浮法玻璃的信义和中航三鑫,国内其他的企业如耀皮、辽宁阜新、邢台晶牛、南京圣韩等由于质量或市场原因,目前已停产表14国内厂商超白浮法玻璃产能情况公司日产(T/D)投产时间技术来源金晶科技2*6002005年7月引进PPG技术南玻A4502007年11月自行改造信义玻璃5002009年10月自主研发中航三鑫600预计2010年底引进PPG技术资料来源长江证券研究部TCO玻璃镀膜工艺太阳能TCO镀膜玻璃当前以FTO玻璃为主,AZO玻璃是未来的发展方向TCO薄膜主要包括In、Sn、Zn以及Cd的氧化物及其复合多元氧化物等TCO薄膜根据材料的不同,主要包括ITO、FTO和AZOITO的导电性能在目前是最好的,最低电阻率达10-5Ωcm量级,但是ITO玻璃因In离子在薄膜太阳能电池制作的PEVCD工艺中会被H离子还原,导致光透过率衰减80%,电性大幅下降,同时In是稀有金属,__昂贵,所以不太适用于薄膜太阳能电池前电极;FTO是带有雾度的产品,激光刻蚀容易,光学性能适宜等优点,利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品;AZO目前研究进展迅速,电阻率和光透性都优于FTO,且原料丰富,稳定性好,是未来的发展方向,但目前在制绒方面存在问题,并且__稳定性问题,暴露在大气中它会吸附氧和水汽,目前工业化应用还不成熟表15目前主流的两种太阳能TCO玻璃FTO玻璃AZO玻璃备注制作方法常压化学气相沉积法(APCVD),沉积温580-600°C磁控溅射,沉积温度200-230°C
1、FTO又分离线、在线方式,离线耗能大,高温玻璃易变形,成本比在线高
2、磁控生产可使薄膜太阳能厂家自己生产TCO玻璃,不被上游控制原材料SnCl4,F2等AZO靶材AZO靶材原料易得,__,且在等离子体中稳定性好生产成品率不到50%预计90%以上TCO玻璃对原片玻璃的缺陷和镀膜外观要求极高,在线CVD时,浮法玻璃良率为60%,CVD方式生产FTO约为80%,在线方式生产FTO良率约为50%CVD镀膜后玻璃废片不能回收使用,所以FTO的生产成本并不便宜成本低高发展阶段成功量产试生产阶段电阻率500-2000μΩcm300-800μΩcmFTO导电性较差会制约薄膜太阳能电池转换效率的提升光穿过率82%85%以上FTO在800__以上光波长透过性差,限制薄膜太阳能电池的高转换效率雾度11%-15%制绒表面前光滑AZO玻璃可用酸进行制绒耐还原性不佳佳FTO在薄膜太阳能PECVD制程中会被H离子还原,透过率下降15%-20%,导电性也变差耐酸碱性佳不佳AZO玻璃易制绒提升光透过性耐候性优佳FTO、AZO玻璃成品可长久保存适用范围单层薄膜;a-Si二层或多层接合薄膜太阳能电池;非晶-微晶,CIGS资料来源长江证券研究所镀膜工艺主要采用APCVD或磁控溅射法目前,TCO镀膜方法主要采用化学气相沉积法(FTO玻璃),和磁控溅射法(AZO玻璃)图13镀膜方法数据来源长江证券研究部溅射沉积薄膜主要以惰性气体放电而产生的正离子轰击固体阴极,入射离子与靶材发生碰撞,从而把被溅射物质做成的靶材表面原子轰击出来,被溅射出来的原子带有一定的动能,会沿一定的方向射向衬底,在衬底上沉积出薄膜磁控溅射法镀的膜均匀性较好,但是就我们国家来说,高质量靶材的制备工艺还不成熟,需要从国外进口,生产成本就相应较高另外,由于磁控溅射法必须在一定的真空条件下进行,因而在一定程度上限制了透明导电玻璃的有效制备__化学气相沉积法是利用气态蒸气先驱物,在高温衬底表面或附近,进行原子或分子间的化学反应,形成一层固态沉积物的过程这种方法生产的产品成本相对较低,激光刻蚀容易,光学性能适宜等优点图14化学气相沉积法流程数据来源长江证券研究部太阳能TCO玻璃供给有限,发展空间巨大国外的太阳能TCO玻璃生产概况当前全球太阳能TCO玻璃的生产主要控制在少数企业中表16TCO生产企业与工艺企业名称类型工艺备注旭硝子FTOCVD板硝子FTOCVDAFGAZOCVDPPGFTOCVDLeyboldAZO溅射OerlikonZnO:BLPCVDA__TAZOPVD+后腐蚀研发阶段ULVACAZOPVD+后腐蚀研发阶段JuelichZnOPVD+后腐蚀研发阶段JusungZnO:BMOCVD研发阶段FHRanlagenbauAZO溅射研发阶段数据来源长江证券研究部以旭硝子A__为例,A__从1985年就开始生产TCO玻璃,随着太阳能电池的发展,2008年2月,公司专门成立了太阳能玻璃事业部,负责TCO玻璃及其他太阳能玻璃的生产表17A__的TCO事业部地点类型产能投产时间__AICHI离线TCO600万平方公尺08年4季度中国大连在线TCO700万平方公尺09年2季度欧洲MOUSTIER在线TCO美国SPRINGHILL在线TCO数据来源长江证券研究部A__2009年实现了200亿日元的销售收入,增速达100%,根据公司计划,2010年将保持75%的增长,达到350亿日元图15A__TCO玻璃收入规划数据来源长江证券研究部表18A__TCO玻璃产品型号与性能型号透光率电阻Ohmspersquare雾度(haze)用途AO10781010非晶硅薄膜电池AO14791410非晶硅薄膜电池AN10801010高转化率非晶硅薄膜电池AN14811410高转化率非晶硅薄膜电池ANX10821010微晶硅薄膜电池ANX14831410微晶硅薄膜电池ANS10841010微晶硅薄膜电池ANS14851410微晶硅薄膜电池VU86810高转化率微晶硅薄膜电池数据来源长江证券研究部我国自有TCO镀膜技术仍未实现产业化,需从国外引进从在我国申请的专利情况来看,早在2000年就有清华大学申请了专利,截止到目前不完全统计已有14项申请的单位主要为学校与研究所(7个)、中资企业(4个)、外资企业(3个),可以看出学校与研究所等的研究机构仍是拥有专利的主流,但是这些技术只停留在实验室阶段,尚未实现产业化;拥有专利的中企也尚未有大规模生产TCO的规划,当前我国产业化的技术仍来自国外表19TCO生产专利发明名称申请单位申请时间公开日生产方法创新之处CN1289128A清华大学
2000.
10.
132001.
3.28混合烧结法成分简单、经济、膜基附着力强,使用寿命长、性能好,镀膜不起斑点、耐蚀耐磨、色泽漂亮等特点CN1550045纳沙泰尔大学
2002.
8.
232004.
11.24气相沉积法不但允许采用钢化玻璃或者其它耐高温很差的材料制成的衬底,而且能够精确控制所包含的反应物的量CN1694769A康宁
2003.
9.
32005.
11.9浸泡沉积法改善涂有沉积膜的外观和光学质量CN1670252A南开大学
2005.
3.
92005.
9.21超声喷雾法工艺设备简单、所制薄膜均匀性和重复性好,厚度和结构都十分均匀,耐酸碱腐蚀,可见光透过率高,附着力强CN1696335A复旦大学
2005.
5.
192005.
11.16直流磁控溅射技术所制备的薄膜具有低电阻率、高透射率和高载流子迁移率等优良的光电特性CN101014537A帝国化学工业
2005.
5.
242007.
8.8化学气相沉积法生产ITOCN101246913A北京行者多媒体科技
2007.
2.
142008.
8.20PECVD与制作基于氢化硅薄膜的PECVD过程相似,且可共用同设备CN101285164A北京京东方光电
2007.
4.
112008.
10.15溅射法靶材为AZO陶瓷,其中Al元素的含量在lat%-10at%,其他组分为ZnOCN101415857A应用材料
2007.
4.
62009.
4.22溅射法在多步骤溅射工艺中,可改变气流、靶与基材之间的间距以及直流功率CN101079382A复旦大学
2007.
5.
242007.
11.28溅射法低电阻率、高载流子迁移率、可见光范围高透射率、特别是近红外范围高透射率等优良的光电特性CN101429643A苏州纳米技术与纳米仿生研究所
2008.
11.
22009.
5.13溅射法对制备工艺和生长条件的依赖性较小,获得的氧化钦基透明导电薄膜可见光透过率优于90%,室温电阻率小于8X10-4ohm.cmCN101447533A__太阳能电池研发中心
2008.
12.
292009.
6.3溅射法采用一种靶材,在同一真空腔,不破坏真空环境,在仅改变溅射气氛中的氧气含量的工艺条件下,制备出低阻/高阻的透明复合薄膜CN101556979A福建钧石能源
2008.
4.
112009.
10.14热压化学气相沉积法提高了光透射率,而电导率无明显下降CN101580345A新奥光伏能源
2009.
3.
242009.
1.18喷墨印刷法不需真空环境,制备成本低、周期短、可随意控制薄膜掺杂量等优点数据来源国家专利局,长江证券研究部TCO镀膜设备受国外生产商控制当前能够提供TCO镀膜设备掌握在少数几个公司手中,如美国欧瑞康、德国的VonArdenne和Leybold-Optics,这些企业2000年前后__出TCO镀膜玻璃设备大企业垄断设备导致了投资成本很高图16欧瑞康TCO镀膜设备资料来源长江证券研究部当前国内生产企业很少,未来发展空间巨大目前能够生产的企业寥寥无几,已投产的仅有中国科技、南玻A、与信义玻璃,而中航三鑫、浙江福莱特等企业已经开工我们看好TCO玻璃的发展空间表20TCO生产企业与产能万㎡/年企业名称产品品种工艺技术来源投产时间地点产能万__备注中国科技FTOCVD美国TerraSolar08年9月漳州30~40中国首条南玻AFTOCVD__2009年6月深圳462011年初深圳1262012年初深圳126信义玻璃AZO溅射德国Leybold2009年4季芜湖682010年二季东莞275中航三鑫美国PPG2010年底海南7501条浙江福莱特2011年10月嘉兴
09.10月开工,总投资12亿元旗滨集团2011年漳州10010年6月前动工、投资35亿元迎新集团与武汉理工大学合作2015年沙河756按6年分4期中国建材10年12月池州10009年底之前开工12年底池州11年开工资料来源长江证券研究部分析师介绍刘元瑞,华中科技大学财务金融硕士,行业研究员邹戈,__交通大学安泰经济与管理学院会计系毕业,从事建材行业研究周旭辉,复旦大学管理学院企业管理系毕业,从事建材行业研究对本报告的评价请反馈至长江证券机构客户部姓名分工__E-__il伍朝晖副主管
(8621)6875239813564079561wuzh@cjsc.com.cn甘露华东区总经理
(8621)6875191613701696936ganlu@cjsc.com.cn王磊华东区总经理助理
(8621)6875100313917628525Wanglei3@cjsc.com.cn鞠雷华南区副总经理
(8621)6875186313817196202julei@cjsc.com.cn易敏华南区副总经理
(8621)6875517813817111316yimin@cjsc.com.cn魏媛红华北区总经理
(8621)6875186013681605823weiyh@cjsc.com.cn程杨华北区总经理助理
(8621)6875319813564638080Chengyang1@cjsc.com.cn张晖深圳私募总经理
(0755)8276699913502836130Zhanghui1@cjsc.com.cn沈方伟深圳私募总经理助理
(0755)8275039615818552093shenfw@cjsc.com.cn投资评级说明行业评级报告发布日后的12个月内行业股票指数的涨跌幅度相对同期沪深300指数的涨跌幅为基准,投资建议的评级标准为看好相对表现优于市场中性相对表现与市场持平看淡相对表现弱于市场公司评级报告发布日后的12个月内公司的涨跌幅度相对同期沪深300指数的涨跌幅为基准,投资建议的评级标准为推荐相对大盘涨幅大于10%谨慎推荐相对大盘涨幅在5%~10%之间中性相对大盘涨幅在-5%~5%之间减持相对大盘涨幅小于-5%无投资评级由于我们无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性__,或者其他原因,致使我们无法给出明确的投资评级物理气相沉积法溶胶-凝胶法真空蒸发离子镀溅射脉冲激光常压低压激光辅助化学气相沉积法沉积方法喷涂热解化学气雾旋转喷涂。