TCO玻璃應(yīng)用前景廣闊——鍍膜玻璃系列報(bào)告之二教學(xué)文案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。TCO玻璃應(yīng)用前景廣闊鍍膜玻璃系列報(bào)告之二Table_MainInfo建材行業(yè)行業(yè)深度研究報(bào)告維持“中性”2010-6-1Table_KeyInfoTable_TitleTCO玻璃應(yīng)用前景廣闊鍍膜玻璃系列報(bào)告之二報(bào)告要點(diǎn)TCO玻璃分享薄膜太陽能電池行業(yè)高成長TCO玻璃是指在平板玻璃表面通過物理或化學(xué)鍍膜方法均勻的鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄膜（TransparentConductiveOxide）而形成的組件。對(duì)于薄膜太陽能電池來說，由于中間半導(dǎo)體層幾乎沒有橫向?qū)щ娦阅?，因此必須使用TCO玻璃有效收集電池

2、的電流，同時(shí)TCO薄膜具有高透和減反射的功能讓大部分光進(jìn)入吸收層。雖然目前晶硅電池占主流，薄膜電池也還存在種種問題需要解決，但是薄膜電池有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)使得發(fā)展前景廣闊：轉(zhuǎn)換效率和生產(chǎn)成本改善空間巨大，生產(chǎn)工序相對(duì)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能耗少，應(yīng)用范圍廣泛；美國的薄膜產(chǎn)商FirstSolar發(fā)展非常迅速，后來者居上，已成為世界第一大太陽能電池企業(yè)；根據(jù)NanoMarkets預(yù)測(cè)，09-15年薄膜電池產(chǎn)量還將有16倍的增長空間，復(fù)合增速高達(dá)58%；而按照國內(nèi)目前各廠商的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，國內(nèi)薄膜太陽能電池企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)大幅擴(kuò)產(chǎn)將將拉動(dòng)TCO玻璃需求高增長。TCO玻璃的生產(chǎn)工藝TCO玻璃工藝主要分為超白浮法玻璃生產(chǎn)、TCO

3、鍍膜。超白浮法玻璃生產(chǎn)工藝難度較高，目前世界上主要供應(yīng)商有日本旭硝子、美國PPG、法國圣戈班等，國內(nèi)供應(yīng)廠家有限，目前僅金晶科技、南玻、信義能夠供貨。太陽能TCO鍍膜玻璃當(dāng)前以FTO玻璃為主，AZO玻璃將成為未來發(fā)展趨勢(shì)，主要采用化學(xué)氣相沉積法（FTO玻璃）和磁控濺射法（AZO玻璃）。太陽能TCO玻璃供給有限，發(fā)展空間巨大當(dāng)前太陽能TCO玻璃生產(chǎn)控制在少數(shù)國外廠商手中，如板硝子、旭硝子、AFG、PPG等；我國近年來雖然有多家研究機(jī)構(gòu)和公司申請(qǐng)了TCO鍍膜的發(fā)明專利，但仍未真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并且鍍膜設(shè)備仍受國外生產(chǎn)商控制。當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)寥寥無幾，已投產(chǎn)的僅有中國科技、南玻和信義，未來中航三鑫等企

4、業(yè)將進(jìn)軍TCO玻璃行業(yè)。我們看好TCO玻璃的發(fā)展空間。Table_CompanyInfo行業(yè)內(nèi)重點(diǎn)公司推介公司代碼公司名稱投資評(píng)級(jí)002163中航三鑫推薦000012南玻A推薦Table_BaseInfo行業(yè)相對(duì)市場(chǎng)表現(xiàn)（近12個(gè)月）SKIPIF180%），另一個(gè)是高的導(dǎo)電率（R80%使光能穿過，以便半導(dǎo)體層能夠充分地利用太陽光導(dǎo)電性能10-3.cm由于要用作前電極輸出電能，減少損耗，故要求串聯(lián)電阻很低霧度1115為了增加薄膜電池半導(dǎo)體層吸收光的能力，TCO玻璃需要提高對(duì)透射光（短波）的散射能力，這一能力用霧度來表示激光刻蝕性良好薄膜電池在制作過程中，需要將表面劃分成多個(gè)長條狀的電池組，將電池

5、組串聯(lián)起來以提高輸出能效。因此，TCO玻璃在鍍半導(dǎo)體膜之前，必須要對(duì)表面的導(dǎo)電膜進(jìn)行刻劃，被刻蝕掉的部分必須完全除去氧化物導(dǎo)電膜層，以保持絕緣耐候性與耐久性20年光伏電池在安裝上以后，尤其是光伏一體化建筑安裝在房頂和幕墻上時(shí)，不適宜進(jìn)行經(jīng)常性的維修與更換，這就要求光伏電池具有良好的耐久性資料來源：長江證券研究所薄膜太陽能電池有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)雖然目前多晶硅太陽能電池仍是主流，但是我們認(rèn)為薄膜太陽能電池有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，未來發(fā)展空間巨大：改善空間巨大相比核電和風(fēng)電，太陽能電池發(fā)電成本較高導(dǎo)致其大規(guī)模運(yùn)用受限；相比晶硅電池，我們認(rèn)為薄膜太陽太陽能電池的發(fā)電成本未來改善空間更大，將使得太陽能更大范圍內(nèi)應(yīng)用

6、；這里所說的改善空間主要包含兩個(gè)方面：一是轉(zhuǎn)換效率；二是生產(chǎn)成本。轉(zhuǎn)換效率從產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換效率來看，晶硅電池一般為14-19%，而薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率為5-10%左右；而從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化率記錄看，薄膜電池的最高記錄已經(jīng)接近多晶硅電池，將近20%，與目前僅10%上下的轉(zhuǎn)化率相比，未來的薄膜電池還有翻番的提升空間。圖3：薄膜電池理論轉(zhuǎn)換效率接近晶硅電池資料來源：長江證券研究部圖4：薄膜電池產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換效率上升空間巨大資料來源：長江證券研究所生產(chǎn)成本生產(chǎn)設(shè)備方面：由于薄膜電池技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，并未形成通用技術(shù)和通用設(shè)備，目前提供大尺寸薄膜電池設(shè)備交鑰匙工程的主要是AMAT、Oerlikon以及ULVAC，導(dǎo)致了

7、設(shè)備成本高企，25MW非晶硅薄膜電池生產(chǎn)線的售價(jià)在3億元4億元人民幣之間，而25MW晶體硅只有4000萬元5000萬元，同容量薄膜電池生產(chǎn)線的價(jià)格是晶硅的6-10倍，隨著技術(shù)的進(jìn)步、規(guī)模化生產(chǎn)和設(shè)備廠商的增加，設(shè)備的價(jià)格下降空間巨大。表5：薄膜生產(chǎn)設(shè)備未來會(huì)逐漸普及大尺寸設(shè)備商規(guī)模面積小尺寸設(shè)備商規(guī)模面積AMAT40MW2.2*2.6NanoPV5MW1.397*0.635Oerlikon20MW1.1*1.3華基光電5MW1.245*0.635ULVAC25MW1.1*1.4北儀創(chuàng)新5MW1.245*0.635XsunX25MW1.0*1.6EnergSolar5MW1.245*0.635J

8、usung25MWEPV5MW1.245*0.635思博露5MW1.245*0.635普樂5MW1.245*0.635EnergoSolar5MWSTF5MW資料來源：長江證券研究所原材料方面：薄膜電池的主要原材料包括TCO玻璃、EVA、靶材以及氣體。目前TCO玻璃、靶材和硅烷均為國際巨頭壟斷：高品質(zhì)的太陽能TCO玻璃基本被日本的旭硝子、板硝子和美國的AFG壟斷，溢價(jià)空間小，進(jìn)貨價(jià)格高；靶材目前的國內(nèi)供應(yīng)仍被國際大廠把持，德國賀利氏是全球最大的供應(yīng)商；國內(nèi)目前也沒有企業(yè)生產(chǎn)硅烷，而主要國際大廠擴(kuò)產(chǎn)有限，加之LCD等需求量居高不下，硅烷供應(yīng)仍偏緊張，價(jià)格維持高位。隨著這些原材料的推廣，價(jià)格下調(diào)空

9、間巨大。根據(jù)PHOTON的預(yù)測(cè)，未來薄膜電池的成本將持續(xù)下降，且下降速度快于晶硅電池。圖5：未來薄膜電池成本仍要低于晶硅電池（單位：$/w）資料來源：PHOTON，長江證券研究部工序相對(duì)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能耗低目前占主流的晶硅太陽能電池雖然轉(zhuǎn)換效率高，技術(shù)成熟，但是它存在的最大問題：主要原料多晶硅或單晶硅制造工序復(fù)雜、制造能耗大、切片材料利用率低、污染環(huán)境，從而也導(dǎo)致生產(chǎn)成本高；而且太陽能本身作為一種可再生的清潔能源，如果在制作太陽能電池過程中需要大量消耗不可再生資源、同時(shí)還帶來環(huán)境污染，會(huì)使得其可再生的清潔能源打上折扣。而薄膜太陽能電池制造工序簡(jiǎn)單、能耗少，能避免這個(gè)缺陷。圖6：晶硅電池生產(chǎn)工藝及原

10、材料資料來源：長江證券研究部圖7：薄膜電池生產(chǎn)工藝與原材料（以非晶硅電池為例）資料來源：長江證券研究所以電耗為例，晶體硅由于使用的硅層較厚，而晶硅層從冶煉、提純、到澆注、切片，工序較多，每個(gè)環(huán)節(jié)消耗的電能也都較多。而非晶硅電池由于薄膜層非常薄，僅為晶體硅的1/100而且工序簡(jiǎn)單，故耗電量較低，非晶硅總體耗電與晶體硅存在數(shù)量級(jí)的差別。表6：晶體硅和薄膜電池生產(chǎn)電耗情況（25MV）年電耗晶體硅6660-12864萬度冶金級(jí)硅冶煉300萬度硅材料提純4800-10504萬度拉單晶約820萬度多晶硅澆注約240萬度太陽電池片500-1000萬度非晶硅111萬度資料來源：長江證券研究所應(yīng)用范圍廣泛薄膜太

11、陽能電池應(yīng)用廣泛主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：能在更廣的環(huán)境下發(fā)電：薄膜太陽能電池弱光性好，適用的陽光強(qiáng)度范圍廣，受天氣的影響小；承受的溫度高，功率不太容易受溫度影響。多樣的基板材料可運(yùn)用在多種領(lǐng)域：晶硅電池必須加工成堅(jiān)硬的板塊狀電池板，限制了它的許多用途；而薄膜太陽能電池形式多樣，雙層玻璃剛性的薄膜電池組件可以部分代替玻璃幕墻，不銹鋼和聚合物襯底的柔性薄膜電池適用于建筑屋頂?shù)刃枰煨偷牟糠?。同時(shí)，應(yīng)用于建筑中，TCO能很好地阻擋外部紅外射線的進(jìn)入和內(nèi)部熱能的散失，雙層玻璃中間的PVB或EVA，能夠有效隔斷能量的傳導(dǎo)，起到LOW-E玻璃的節(jié)能功能。當(dāng)然，目前薄膜電池還存在種種問題需要解決：非晶硅存在

12、的主要問題是轉(zhuǎn)換效率低，并且有光致衰減效應(yīng)；碲化鎘存在的主要問題是鎘化合物會(huì)引起環(huán)境污染，并且碲稀缺，銅銦鎵硒良品率低，而且銦稀缺。表7：薄膜太陽能電池特性非晶硅CdTe（碲化鎘）CIGS（銅銦鎵硒）光吸收層材料硅碲、鎘化合物銅、銦、鎵、硒化合物光吸收層厚度0.2-0.5m1m10非晶硅薄膜電池AO14791410非晶硅薄膜電池AN10801010高轉(zhuǎn)化率非晶硅薄膜電池AN14811410高轉(zhuǎn)化率非晶硅薄膜電池ANX10821010微晶硅薄膜電池ANX14831410微晶硅薄膜電池ANS10841010微晶硅薄膜電池ANS14851410微晶硅薄膜電池VU86810高轉(zhuǎn)化率微晶硅薄膜電池?cái)?shù)據(jù)來

13、源：長江證券研究部我國自有TCO鍍膜技術(shù)仍未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，需從國外引進(jìn)從在我國申請(qǐng)的專利情況來看，早在2000年就有清華大學(xué)申請(qǐng)了專利，截止到目前不完全統(tǒng)計(jì)已有14項(xiàng)。申請(qǐng)的單位主要為學(xué)校與研究所（7個(gè)）、中資企業(yè)（4個(gè)）、外資企業(yè)（3個(gè)），可以看出學(xué)校與研究所等的研究機(jī)構(gòu)仍是擁有專利的主流，但是這些技術(shù)只停留在實(shí)驗(yàn)室階段，尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；擁有專利的中企也尚未有大規(guī)模生產(chǎn)TCO的規(guī)劃，當(dāng)前我國產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)仍來自國外。表19：TCO生產(chǎn)專利發(fā)明名稱申請(qǐng)單位申請(qǐng)時(shí)間公開日生產(chǎn)方法創(chuàng)新之處CN1289128A清華大學(xué)2000.10.132001.3.28混合燒結(jié)法成分簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、膜基附著力強(qiáng)，使用壽命

14、長、性能好，鍍膜不起斑點(diǎn)、耐蝕耐磨、色澤漂亮等特點(diǎn)。CN1550045納沙泰爾大學(xué)2002.8.232004.11.24氣相沉積法不但允許采用鋼化玻璃或者其它耐高溫很差的材料制成的襯底，而且能夠精確控制所包含的反應(yīng)物的量CN1694769A康寧2003.9.32005.11.9浸泡沉積法改善涂有沉積膜的外觀和光學(xué)質(zhì)量CN1670252A南開大學(xué)2005.3.92005.9.21超聲噴霧法工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、所制薄膜均勻性和重復(fù)性好，厚度和結(jié)構(gòu)都十分均勻，耐酸堿腐蝕，可見光透過率高，附著力強(qiáng)。CN1696335A復(fù)旦大學(xué)2005.5.192005.11.16直流磁控濺射技術(shù)所制備的薄膜具有低電阻率、高

15、透射率和高載流子遷移率等優(yōu)良的光電特性。CN101014537A帝國化學(xué)工業(yè)2005.5.242007.8.8化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)ITOCN101246913A北京行者多媒體科技2007.2.142008.8.20PECVD與制作基于氫化硅薄膜的PECVD過程相似，且可共用同設(shè)備CN101285164A北京京東方光電2007.4.112008.10.15濺射法靶材為AZO陶瓷，其中Al元素的含量在lat%-10at%，其他組分為ZnOCN101415857A應(yīng)用材料2007.4.62009.4.22濺射法在多步驟濺射工藝中，可改變氣流、靶與基材之間的間距以及直流功率CN101079382A復(fù)旦大

16、學(xué)2007.5.242007.11.28濺射法低電阻率、高載流子遷移率、可見光范圍高透射率、特別是近紅外范圍高透射率等優(yōu)良的光電特性。CN101429643A蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所2008.11.22009.5.13濺射法對(duì)制備工藝和生長條件的依賴性較小，獲得的氧化欽基透明導(dǎo)電薄膜可見光透過率優(yōu)于90%，室溫電阻率小于8X10-4ohm.cm。CN101447533A上海太陽能電池研發(fā)中心2008.12.292009.6.3濺射法采用一種靶材，在同一真空腔，不破壞真空環(huán)境，在僅改變?yōu)R射氣氛中的氧氣含量的工藝條件下，制備出低阻/高阻的透明復(fù)合薄膜。CN101556979A福建鈞石能源200

17、8.4.112009.10.14熱壓化學(xué)氣相沉積法提高了光透射率，而電導(dǎo)率無明顯下降。CN101580345A新奧光伏能源2009.3.242009.1.18噴墨印刷法不需真空環(huán)境，制備成本低、周期短、可隨意控制薄膜摻雜量等優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)來源：國家專利局，長江證券研究部TCO鍍膜設(shè)備受國外生產(chǎn)商控制當(dāng)前能夠提供TCO鍍膜設(shè)備掌握在少數(shù)幾個(gè)公司手中，如美國歐瑞康、德國的VonArdenne和Leybold-Optics，這些企業(yè)2000年前后開發(fā)出TCO鍍膜玻璃設(shè)備。大企業(yè)壟斷設(shè)備導(dǎo)致了投資成本很高。圖16：歐瑞康TCO鍍膜設(shè)備資料來源：長江證券研究部當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)很少，未來發(fā)展空間巨大目前能夠生產(chǎn)

18、的企業(yè)寥寥無幾，已投產(chǎn)的僅有中國科技、南玻A、與信義玻璃，而中航三鑫、浙江福萊特等企業(yè)已經(jīng)開工。我們看好TCO玻璃的發(fā)展空間。表20：TCO生產(chǎn)企業(yè)與產(chǎn)能(萬/年)企業(yè)名稱產(chǎn)品品種工藝技術(shù)來源投產(chǎn)時(shí)間地點(diǎn)產(chǎn)能(萬平米)備注中國科技FTOCVD美國TerraSolar08年9月漳州3040中國首條南玻AFTOCVD日本2009年6月深圳462011年初深圳1262012年初深圳126信義玻璃AZO濺射德國Leybold2009年4季蕪湖682010年二季東莞275中航三鑫美國PPG2010年底海南7501條浙江福萊特2011年10月嘉興09.10月開工，總投資12億元旗濱集團(tuán)2011年漳州10010年6月前動(dòng)工、投資35億元迎新集團(tuán)與武漢理工大學(xué)合作2015年沙河756按6年分4期中國建材10年12月池州10009年底之前開工12年底池州11年開工資料來源：長江證券研究部分析師介紹劉元瑞，華中科技大學(xué)財(cái)務(wù)金融碩士，行業(yè)研究員鄒戈，上海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院會(huì)計(jì)系畢業(yè)，從事建材行業(yè)研究周旭輝，復(fù)旦大學(xué)管理學(xué)院企業(yè)管理系畢業(yè)，從事建材行業(yè)研究。對(duì)本報(bào)告的評(píng)價(jià)請(qǐng)反饋至長江證券機(jī)構(gòu)客戶部姓名分工電話E-mail伍朝暉副主管（8621）687523