TCO镀膜工艺
PVD制备TCO工艺总结
触控面板
TCO材料作为触控面板的导电膜层， 能够实现高灵敏度的触控响应。
显示器
TCO材料能够提高显示器的透光率 和色彩表现，广泛应用于液晶显示 器、OLED显示器等领域。
03 PVD制备TCO工艺流程
靶材选择
01
02
03
靶材纯度
选择高纯度靶材以保证薄 膜的纯净度，减少杂质和 缺陷。
靶材晶体结构
06 PVD制备TCO工艺未来展 望
技术发展趋势
1 2 3
高效能
随着科技的不断进步，PVD制备TCO工艺将朝着 更高效率和更低能耗的方向发展，提高生产效率 和降低成本。
智能化
智能化技术将应用于PVD制备TCO工艺中，实现 自动化控制和优化生产过程，提高产品质量和稳 定性。
环保化
环保法规日益严格，PVD制备TCO工艺将更加注 重环保和可持续发展，减少对环境的影响。
应用领域拓展
新材料领域
随着新材料技术的不断发展， PVD制备TCO工艺将应用于更多 新材料领域，如新型太阳能电池、 柔性电子等。
新能源领域
在新能源领域，PVD制备TCO工 艺将应用于太阳能电池、风力发 电等领域，推动可再生能源的发 展。
生物医疗领域
PVD制备TCO工艺在生物医疗领 域的应用也将逐渐增多，如生物 传感器、医疗设备等。
辉光放电产生等离子体
辉光放电原理
01
辉光放电是一种气体放电现象，通过高压电场使气体电离产生
等离子体。
辉光放电条件
02
控制放电电压、电流和气体流量等参数，以产生稳定和高效的
等离子体。
等离子体诊断
03
通过诊断工具对等离子体的性质进行监测，如电子温度、密度、
PVD制备TCO工艺总结
PVD制备TCO工艺总结PVD (Physical Vapor Deposition)工艺是一种常用的制备透明导电氧化物（Transparent Conductive Oxide，TCO）薄膜的方法。
TCO材料在太阳能电池、平板显示器等各种电子器件中具有重要的应用价值。
以下是PVD制备TCO工艺的总结：工艺流程：1.准备基底：选择适合的基底材料，如玻璃、聚合物等，并进行表面清洗和处理，以提高TCO薄膜的附着性。
2.准备靶材：选择合适的透明导电氧化物材料，如氧化锌（ZnO）或二氧化锡（SnO2）等，并将其制备成靶材。
3.靶材热蒸发：将制备好的靶材安装到蒸发器中，通入高纯度的惰性气体，如氩气。
通过加热靶材，使其蒸发并沉积在基底表面上。
4.薄膜沉积：在蒸发过程中，将基底放置在蒸发器上方的恰当位置，以使蒸发的材料能均匀地沉积在基底表面上。
可以调节基底与蒸发器之间的距离和角度来控制沉积速率和均匀性。
5.薄膜处理：制备好的TCO薄膜可能存在缺陷、杂质或应力等问题，需要进行后续的处理，如退火、离子束雕刻等，以提高薄膜的质量和性能。
6.薄膜测试：对制备好的TCO薄膜进行各项性能测试和表征，如电阻、透明度、厚度、粗糙度等，以确保薄膜符合要求。
工艺优点：1.高度可控性：PVD工艺可以精确地控制薄膜的沉积速率、成分和厚度，以满足特定应用的要求。
2.高成膜速率：通过调节蒸发器的参数，可以获得较高的薄膜沉积速率，提高生产效率。
3.薄膜质量优良：PVD工艺制备的TCO薄膜具有较高的结晶度和致密度，且表面光滑，有利于提高薄膜的传导性和透明度。
4.适用范围广：PVD工艺适用于各种基底材料和不同形状的器件制备，具有较高的工艺通用性。
工艺挑战：1.成本较高：相比于其他制备方法，PVD工艺需要较高的设备成本和能源消耗，因此在大规模生产中可能会受到经济因素的限制。
2.薄膜厚度均匀性：在PVD工艺中，薄膜的均匀性与基底与蒸发器之间的距离和角度有关。
TCO技术要点
三、
FTO玻璃
AZO玻璃
备注
制作方法
APCVD,沉积温度580-600℃
磁控溅射,沉积温度200-230℃
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玻不被上游控制
原材料
特气SnCl4、H2OCCl2F2等
在线制备FTO玻璃的主要分为两步，第一步沉积一定厚度的二氧化硅薄膜、然后再沉积FTO薄膜。目前FTO在线镀膜技术比较成熟，市面上的TCO玻璃都以FTO为主。
AZO靶材
AZO靶材原料易得，无毒，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，浮法玻璃良率约为60%，CVD方式生产FTO良率约为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。
1.2
首先，非晶硅电池对TCO膜的雾度都有一Biblioteka 的要求，一般在10%~20%之间。
其次，单节非晶硅与叠层非晶硅由于对太阳光谱吸收的范围不同，因此它们对TCO玻璃的光谱透过率的要求也不同。对于单节非晶硅电池来说，一般要求在可见光400nm~800nm之间有较高的透过率。而对叠层非晶硅来说，由于顶层电池与底层电池分别吸收不同波长的光，所以叠层电池除了要求在可见光区域400nm~800nm有较高的透过率外，在红外区700nm~1200nm也要有较高的透过率。
3.雾度
为了增加薄膜电池半导体层吸收光的能力，光伏用TCO玻璃需要提高对透射光的散射能力，这一能力用雾度（Haze）来表示。雾度即为透明或半透明材料的内部或表面由于光漫射造成的云雾状或混浊的外观。以漫射的光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示。
TCO玻璃
玻璃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（Transparent Conductive Oxide）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。
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，世界上主要供应商有日本旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等，国内供应厂家有限，仅金晶科技、南玻、信义、旗滨能够供货。
TCO（Transparentconductingoxide）玻璃，即透明导电氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn 和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，ITO类型的导电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。
近几年，晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展，薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10%，光伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。
TCO镀膜玻璃的特性及种类在太阳能电池中，晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片表面的导线，前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了。
薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导电薄膜上镀制p-i-n半导体膜，再镀制背电极。
透明导电氧化物的镀膜原料和工艺很多，通过科学研究进行不断的筛选，主要有以下三种TCO玻璃与光伏电池的性能要求相匹配。
ITO镀膜玻璃是一种非常成熟的产品，具有透过率高，膜层牢固，导电性好等特点，初期曾应用于光伏电池的前电极。
但随着光吸收性能要求的提高，TCO玻璃必须具备提高光散射的能力，而ITO镀膜很难做到这一点，并且激光刻蚀性能也较差。
铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格较高。
TCO技术报告
TCO技术报告TCO玻璃分享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（Transparent Conductive Oxide）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First Solar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NanoMarkets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日本旭硝子、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。
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（Transparent Conductive Oxide，简称TCO薄膜）而形成的组件。
TCO玻璃生产工艺及设备
TCO玻璃生产工艺及设备本文主要介绍了TCO玻璃生产工艺过程和TCO玻璃生产线的主要设备及其功能。
标签：TCO；玻璃；工艺；设备0 引言TCO部是浮法玻璃的深加工车间，有一条超白玻璃镀膜生产线，该生产线用于生产具有一定导电能力的薄膜电池基板玻璃。
1 TCO玻璃生产工艺TCO玻璃生产线主要由玻璃预处理、上片、磨边、清洗、加热、镀膜、再加热、退火、冷却、在线检测、喷粉、下片等生产工序组成。
TCO玻璃生产工艺过程分述如下：1.1 玻璃预处理玻璃预处理设备由切割机、玻璃清洗干燥机组成。
大片玻璃由装有吸盘的上片机送到上片台上；对于小片玻璃，则可由人工上片至上片台。
玻璃清洗过程主要包括普通水清洗和空气干燥。
玻璃清洗为连续进行，首先采用一般清水清洗，分冷热水二道，其中热水清洗水温35℃～45℃。
预处理后存放等待镀膜。
1.2 磨边与清洗（1）本工艺磨边为湿法磨边。
由上片机将玻璃片放在输送辊台上，进入第一次磨边，磨长边；转向后第二次磨边，磨短边。
（2）清洗分为两次，第一次使用自來水清洗，第二次使用去离子水清洗。
清洗过后将玻璃烘干。
1.3 加热本工艺采用格拉司通加热炉，格拉司通加热炉是目前世界上最为先进的加热设备，整个炉体内部各个点的温差不大于2度，保证玻璃在加热过程中受热均匀，为镀膜做准备。
两次再加热是为了保持工艺温度。
1.4 镀膜本工艺镀膜分为两种，一种是镀氧化硅膜，另一种是镀TCO膜。
氧化硅膜层直接镀在玻璃基板表面，TCO膜层镀在氧化硅膜层上。
镀膜臂将原料融合成气溶胶，在常压600度高温的情况下均匀的镀在玻璃上。
1.5 光谱性能检测在玻璃前、后处理，镀膜和过渡层沉积等工序均实现了全线在线检测、实时数据采集和自动形成图表，自主设计生产线各环节的自动控制软件及工艺窗口，实现生产线的全线自动控制。
1.6 卸片、包装、入库镀膜后的玻璃由机械或人工卸片，根据检验结果分类包装。
2 TCO玻璃生产设备2.1 TCO镀膜设备TCO部的核心设备是镀膜设备，由Beneq公司提供，由三层镀膜设备以及原料混合、供应设备组成。
用于TCO生产的nAERO工艺
：＿ Ｅ Ｉ 一
图 １液 态 ＭＢ Ｃ 液 滴 的 蒸 发 时 间 作为 液滴 尺寸 的 函数 ， Ｔ
在 １ ０（下 ， Ｔ 的摩 尔浓 度 为 ２ｍｏ一 ５￣ ３ ＭＢ Ｃ ｌ％
２Ｔ ＣＯ 的 沉 积 工 艺 技 术
传 统 的在 线 工 艺 包 括 化 学 气 相 沉 积 （ Ｖ 和 喷 Ｃ Ｄ） 雾热解 工 艺。 在喷 雾热 解工 艺 中前驱 体雾 化 为液 滴并 直接 在玻璃 表 面沉 积从 而形 成薄 膜 。 雾热解 镀 膜 工 喷 艺 的主要 问题 是较 慢 的成 膜速 率 ， 难控 制镀 膜 的均 很 匀性 和较 大 的液滴 尺 寸 。 中液滴 尺寸 也是 造成 前 两 其
量 和空 气阻 力 ， 它们 的 空气 动力 学 直径 很大 。在静 止 的 空气 中液 滴 以一个 稳定 的速度 下 降 ， 们 把 这个 速 我 度 叫做 沉降 速度 。在 动 态 的空气 中 ， 溶胶 液 滴 随着 气 气 流 流动 ，对 于小 于 ３ ｍ 的 液滴 沉 降 速度 可 以忽 ０ 略（ ０ ｍｎｓ。 ｖ ｒ ） ３ ／ 当反应 腔 中的气 溶胶 气 流达 到基 底 表 面 时 ， 流 气 会变 成 弧线 或偏转 。 如果 气溶 胶液 滴 由于其 本 身 的惯
了 日照 控 制 和 Ｌ ｗ Ｅ的 镀膜 玻璃 可 以显著 减 少房 间 ｏ— 内加 热 和冷 却 的需要 。
各 种 不 同的玻 璃 镀 膜 可 以用 在 线 和 离 线 的方 式
Ｔ Ｏ薄膜 与光伏 电池生 产工 艺无 法兼 容 ， Ｃ 因此 这 种技
机械行业周报：TCO镀膜技术：传统与新型的较量
机械行业周报20220522TCO 镀膜技术：传统与新型的较量2022年05月22日本周关注：高测股份、苏试试验、杭氧股份、杭可科技、三一重工本周核心观点：近期在原材料成本回落、疫情修复的背景下，机械板块超跌个股均有回升。
我们认为短期修复后，疫情长期影响仍值得关注。
因此我们更看好具备长期优势的龙头个股，以自身α抵御行业波动。
看好检测、工程机械板块。
本周主题：光伏异质结电池设备：TCO 镀膜技术及PVD 设备 本周主题：传统工艺磁控溅射：TCO 镀膜的传统工艺，国内外行业参与者众多。
磁控溅射为目前制备透明导电膜的主流工艺，通过辉光放电的等离子体，在磁场约束下轰击ITO 靶材并实现镀膜，该工艺具备膜厚均匀、易控制、镀膜工艺稳定以及薄膜与基片附着力较强等多种优势。
该种工艺目前相对成熟，行业参与者众多。
通过我们的梳理和分析，国内外PVD 设备均向着智能化和低成本的方向拓展，在性能方面具备较多共性，包括双面镀、大尺寸硅片兼容性、高产能以及高自动化程度等。
新型工艺反应等离子体沉积：TCO 镀膜的新型工艺，工艺特点使得光电转换效率具备天然优势。
反应等离子体沉积是日本住友重工的专利技术，主要通过靶材升华生产生气的方式实现薄膜沉积，由于工艺本身特性，镀膜过程中减少了对非晶硅薄膜的轰击，使得光电转换效率有0.6%的效率增益。
日本住友于2019年将中国区域RPD 设备制造和销售权转让给国内企业。
通过二次技术开发，RPD 设备实现技术升级，助力隆基研发，一周内两次创造25.82%、26.30%的世界纪录，具备较强的技术开发潜力。
组合工艺PAR ：兼具高转换效率及低设备投资成本的优点，发展潜力大。
由于RPD 仍存在生产效率低级靶材利用率低等障碍，国内企业综合PVD+RPD 设备优势，PAR 设备扬帆起航。
异质结太阳能电池中透明导电膜中，正面透明导电膜为主要入光面，需要具备高透光性与导电性，而背面透明导电膜主要功能为导电。
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（二）、TCO镀膜玻璃生产工艺技术
1、TCO镀膜玻璃技术综述
TCO镀膜玻璃生产技术有磁控溅射、金属有机物化学气相沉积、喷雾热解、脉冲激光沉积、溶胶 - 凝胶法等方法。
比较成熟的规模生产方式为在线镀膜（化学气象沉积如FTO 玻璃）和离线镀膜（磁控溅射如AZO玻璃等）。
不管是在线镀膜还是离线镀膜，TCO镀膜玻璃生产技术控制在少数国外厂商手中，如日本板硝子、旭硝子、美国AFG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。
高品质的太阳能TCO玻璃基本被日本的旭硝子、板硝子和美国的AFG垄断，其中日本旭硝子是全球FTO玻璃最大的供应商，拥有浮法在线金属有机物化学气相沉积镀膜的系统专利技术，生产成本低廉。
国内的南玻集团、信义科技也在开发生产，但还没有形成生产规模，并且主要是离线方式生产。
AZO、ITO、FTO三种TCO玻璃，技术性能对比：
2、各种镀膜技术简述
2.1在线镀膜技术简述
在线镀膜：就是在浮法玻璃生产线锡槽的上方，安装镀膜设备，一般采用APCVD （Atmospheric pressure chemical vapor deposition 常压化学气相沉积）工艺镀膜。
APCVD技术特点如下：
（1）通过反应、蒸发将金属氧化物沉积在加热的浮法玻璃表面；
（2）工艺温度在400～700℃；
（3）镀膜工艺集成在玻璃成型过程中；
（4）工艺设备相对简单；
（5）涂层与基体结合强度高；
（6）会产生有害气体，增加生产成本。
（7）目前FTO在线镀膜技术比较成熟，AZO在线镀膜正在研发之中，尚不成熟。
2.2离线镀膜技术简介
2.2.1工作原理
磁控溅射镀膜的工作原理是：惰性气体在低压强下受电场的作用产生辉光放电，形成的离子轰击阴极表面产生溅射现象，溅射出的靶原子沉积在玻璃基片上就形成各种薄膜。
当在放电气氛中充入活性气体时，溅射出的靶原子在到达基片时与活性气体反应而形成化合物膜。
使用不同的靶材或不同的反应气体可以得到各种不同特性膜。
2.2.2工艺流程
2.2.3技术特点如下：
（1）沉积层是在真空条件下获得的，膜层的纯度高；
（2）沉积在真空条件下进行，没有有害气体排出，属于无污染技术；
（3）根据用户要求，可方便控制工艺参数；
（4）镀膜设备模块化设计，产能调整方便；
（5）设备价格较贵。
2.3 TCO在线与离线镀膜的特点分析。