導電玻璃為摻雜氟的SnO2導電玻璃(SnO2:F)，簡稱為FTO，其綜合性能常用直屬FTC來評價：FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率RS是薄膜的方阻值；在光學套用方面，則要求其對可見光有好的透射性和對紅外有良好的反射性。對其基本要求是：①表面方阻低，②透光率高，③面積大、重量輕，④易加工、耐衝擊。
基本介紹
- 中文名：TCO導電玻璃
- 簡稱：FTO
定義,特性及種類,性能要求,
定義
導電玻璃為摻雜氟的SnO2導電玻璃(SnO2:F)，簡稱為FTO，其綜合性能常用直屬FTC來評價：FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率RS是薄膜的方阻值；在光學套用方面，則要求其對可見光有好的透射性和對紅外有良好的反射性。對其基本要求是：①表面方阻低，②透光率高，③面積大、重量輕，④易加工、耐衝擊。
CharacteristicsofNSGTCO
TCO Tvis(%)Haze(%) Sheet Resistance(ohms/sq)
HighTransmissionType(fortandem) 80to82 11to16 11to14
HighTransmissionType(fora-Si) 80to82 8to13 8to11
NormalTCO(fora-Si)79to818to128to11
CharacteristicsofNSGTCO
TCO Tvis(%)Haze(%) Sheet Resistance(ohms/sq)
HighTransmissionType(fortandem) 80to82 11to16 11to14
HighTransmissionType(fora-Si) 80to82 8to13 8to11
NormalTCO(fora-Si)79to818to128to11
特性及種類
在太陽能電池中，晶體矽片類電池的電極是焊接在矽片表面的導線，前蓋板玻璃僅需達到高透光率就可以了。薄膜太陽能電池是在玻璃表面的導電薄膜上鍍制p-i-n半導體膜，再鍍制背電極。
透明導電氧化物的鍍膜原料和工藝很多，通過科學研究進行不斷的篩選，目前主要有以下三種TCO玻璃與光伏電池的性能要求相匹配。
ITO鍍膜玻璃是一種非常成熟的產品，具有透過率高，膜層牢固，導電性好等特點，初期曾套用於光伏電池的前電極。但隨著光吸收性能要求的提高，TCO玻璃必須具備提高光散射的能力，而ITO鍍膜很難做到這一點，並且雷射刻蝕性能也較差。銦為稀有元素，在自然界中貯存量少，價格較高。ITO套用於太陽能電池時在電漿中不夠穩定，因此目前ITO鍍膜已非光伏電池主流的電極玻璃。
SnO2鍍膜也簡稱FTO，目前主要是用於生產建築用Low-E玻璃。其導電性能比ITO略差，但具有成本相對較低，雷射刻蝕容易，光學性能適宜等優點。通過對普通Low-E的生產技術進行升級改進，製造出了導電性比普通Low-E好，並且帶有霧度的產品。利用這一技術生產的TCO玻璃已經成為薄膜光伏電池的主流產品。
氧化鋅基薄膜的研究進展迅速，材料性能已可與ITO相比擬，結構為六方纖鋅礦型。其中鋁摻雜的氧化鋅薄膜研究較為廣泛，它的突出優勢是原料易得，製造成本低廉，無毒，易於實現摻雜，且在電漿中穩定性好。預計會很快成為新型的光伏TCO產品。目前主要存在的問題是工業化大面積鍍膜時的技術問題。
透明導電氧化物的鍍膜原料和工藝很多，通過科學研究進行不斷的篩選，目前主要有以下三種TCO玻璃與光伏電池的性能要求相匹配。
ITO鍍膜玻璃是一種非常成熟的產品，具有透過率高，膜層牢固，導電性好等特點，初期曾套用於光伏電池的前電極。但隨著光吸收性能要求的提高，TCO玻璃必須具備提高光散射的能力，而ITO鍍膜很難做到這一點，並且雷射刻蝕性能也較差。銦為稀有元素，在自然界中貯存量少，價格較高。ITO套用於太陽能電池時在電漿中不夠穩定，因此目前ITO鍍膜已非光伏電池主流的電極玻璃。
SnO2鍍膜也簡稱FTO，目前主要是用於生產建築用Low-E玻璃。其導電性能比ITO略差，但具有成本相對較低，雷射刻蝕容易，光學性能適宜等優點。通過對普通Low-E的生產技術進行升級改進，製造出了導電性比普通Low-E好，並且帶有霧度的產品。利用這一技術生產的TCO玻璃已經成為薄膜光伏電池的主流產品。
氧化鋅基薄膜的研究進展迅速，材料性能已可與ITO相比擬，結構為六方纖鋅礦型。其中鋁摻雜的氧化鋅薄膜研究較為廣泛，它的突出優勢是原料易得，製造成本低廉，無毒，易於實現摻雜，且在電漿中穩定性好。預計會很快成為新型的光伏TCO產品。目前主要存在的問題是工業化大面積鍍膜時的技術問題。
性能要求
1.光譜透過率 為了能夠充分地利用太陽光，TCO鍍膜玻璃一定要保持相對較高的透過率。目前，產量最多的薄膜電池是雙結非晶矽電池，並且已經開始向非晶/微晶複合電池轉化。因此，非晶/微晶複合疊層能夠吸收利用更多的太陽光，提高轉換效率，即將成為薄膜電池的主流產品。
2.導電性能 TCO導電薄膜的導電原理是在原本導電能力很弱的本徵半導體中摻入微量的其他元素，使半導體的導電性能發生顯著變化。這些微量元素被稱為雜質，摻雜後的半導體稱為雜質半導體。氧化銦錫（ITO）透明導電玻璃就是將錫元素摻入到氧化銦中，提高導電率，它的導電性能在目前是最好的，最低電阻率達10-5Ωcm量級。
3.霧度 為了增加薄膜電池半導體層吸收光的能力，光伏用TCO玻璃需要提高對透射光的散射能力，這一能力用霧度（Haze）來表示。霧度即為透明或半透明材料的內部或表面由於光漫射造成的雲霧狀或混濁的外觀。以漫射的光通量與透過材料的光通量之比的百分率表示。
一般情況下，普通鍍膜玻璃要求膜層表面越光滑越好，霧度越小越好，但光伏用TCO玻璃則要求有一定的光散射能力。目前，霧度控制比較好的商業化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃，霧度值一般為11%～15%。其不包含散射時的直接透過率曲線。
4.雷射刻蝕性能 薄膜電池在製作過程中，需要將表面劃分成多個長條狀的電池組，這些電池組被串聯起來用以提高輸出能效。因此，TCO玻璃在鍍半導體膜之前，必須要對表面的導電膜進行刻劃，被刻蝕掉的部分必須完全除去氧化物導電膜層，以保持絕緣。刻蝕方法目前有化學刻蝕和雷射刻蝕兩種，但由於刻蝕的線條要求很細，一般為幾十微米的寬度，而雷射刻蝕具有溝槽均勻，剔除乾淨，生產效率快的特點。
5.耐候性與耐久性 TCO鍍膜一般都使用“硬膜”鍍制工藝，膜層具有良好的耐磨性、耐酸鹼性。光伏電池在安裝上以後，尤其是光伏一體化建築安裝在房頂和幕牆上時，不適宜進行經常性的維修與更換，這就要求光伏電池具有良好的耐久性，目前，行業內通用的保質期是二十年以上。因此，TCO玻璃的保質期也必須達到二十年以上。
2.導電性能 TCO導電薄膜的導電原理是在原本導電能力很弱的本徵半導體中摻入微量的其他元素，使半導體的導電性能發生顯著變化。這些微量元素被稱為雜質，摻雜後的半導體稱為雜質半導體。氧化銦錫（ITO）透明導電玻璃就是將錫元素摻入到氧化銦中，提高導電率，它的導電性能在目前是最好的，最低電阻率達10-5Ωcm量級。
3.霧度 為了增加薄膜電池半導體層吸收光的能力，光伏用TCO玻璃需要提高對透射光的散射能力，這一能力用霧度（Haze）來表示。霧度即為透明或半透明材料的內部或表面由於光漫射造成的雲霧狀或混濁的外觀。以漫射的光通量與透過材料的光通量之比的百分率表示。
一般情況下，普通鍍膜玻璃要求膜層表面越光滑越好，霧度越小越好，但光伏用TCO玻璃則要求有一定的光散射能力。目前，霧度控制比較好的商業化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃，霧度值一般為11%～15%。其不包含散射時的直接透過率曲線。
4.雷射刻蝕性能 薄膜電池在製作過程中，需要將表面劃分成多個長條狀的電池組，這些電池組被串聯起來用以提高輸出能效。因此，TCO玻璃在鍍半導體膜之前，必須要對表面的導電膜進行刻劃，被刻蝕掉的部分必須完全除去氧化物導電膜層，以保持絕緣。刻蝕方法目前有化學刻蝕和雷射刻蝕兩種，但由於刻蝕的線條要求很細，一般為幾十微米的寬度，而雷射刻蝕具有溝槽均勻，剔除乾淨，生產效率快的特點。
5.耐候性與耐久性 TCO鍍膜一般都使用“硬膜”鍍制工藝，膜層具有良好的耐磨性、耐酸鹼性。光伏電池在安裝上以後，尤其是光伏一體化建築安裝在房頂和幕牆上時，不適宜進行經常性的維修與更換，這就要求光伏電池具有良好的耐久性，目前，行業內通用的保質期是二十年以上。因此，TCO玻璃的保質期也必須達到二十年以上。
