TCO透明导电薄膜玻璃扫盲
小研透明导电氧化物薄膜的分析
小研透明导电氧化物薄膜的分析1 引言透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)薄膜既是金属氧化物又是半导体薄膜材料，也属于光学材料，具有禁带宽、可见光谱区学透射率高和电阻率低等共同光电特性。
透明导电氧化物薄膜最早出现在20 世纪初，1907 年Badeker[1]首次制备出CdO 透明导电薄膜，1950 年前后出现了SnO2 基和In2O3 基透明导电薄膜，ZnO 基透明导电薄膜兴起于20世纪80 年代。
目前透明导电氧化物薄膜主要包括In、Sb、Zn 和Cd 的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
即In2O3、SnO2、ZnO、CdO 及其掺杂体系In2O3:Sn(ITO)、In2O3:Mo(IMO)、SnO2:Sb(ATO)、SnO2:F(FTO)、ZnO:Al(AZO)、CdO:In 等。
这类透明导电薄膜都是通过半导体掺杂贡献载流子来降低其电阻率。
它们的基本特点包括：宽禁带值，一般超过3.0eV，因此也具有紫外截止特性；高的可见光透过率，不小于80%；较低的电阻率，低于10-3Ω·cm。
透明导电氧化物薄膜因其既透明又导电的优异性能而得到广泛的应用。
利用TCO 薄膜可见光透过率高的特性可用于平面液晶显示(LCD)、电致发光显示(ELD)、电致彩色显示(ECD)、太阳能电池透明电极等领域[2,3]；利用TCO 薄膜对光波的选择性(对可见光的透射和对红外光的反射)可用作热反射镜，对寒冷地区的建筑玻璃窗起热屏蔽作用，节省能源消耗；利用TCO 薄膜透明表面发热器的功能可用于汽车、飞机等交通工具的玻璃窗上、防雾摄影机镜头、特殊用途眼镜和仪器视窗上形成防雾除霜玻璃[4]。
列出的是透明导电氧化物薄膜的基本特性。
这些材料属于n 型简并半导体，由施主如氧空位和掺杂金属离子等提供约1020cm-3 浓度的自由电子。
2 透明导电氧化物薄膜的制备方法透明导电氧化物薄膜的制备工艺种类繁多。
2024年TCO导电玻璃市场前景分析
2024年TCO导电玻璃市场前景分析导电玻璃是一种特殊的玻璃材料，具有良好的导电性能和透明性，被广泛应用于电子产品和光伏行业。
TCO（透明导电氧化物）导电玻璃以其更高的导电性和更好的透光性在市场上占据主导地位。
本文将对TCO导电玻璃市场的前景进行分析。
1. TCO导电玻璃的市场需求随着移动通信、平板电脑、智能手机和其他电子设备的普及，对导电玻璃的需求日益增长。
传统的导电玻璃存在导电性差、透光性差等问题，而TCO导电玻璃由于其高导电性和良好的透光性，满足了这些电子设备对导电玻璃的需求，具有广阔的市场前景。
2. TCO导电玻璃的优势2.1 高导电性能TCO导电玻璃采用导电氧化物涂层，具有较高的电导率。
相对于传统的导电玻璃，TCO导电玻璃的导电性能更好，可以满足高性能电子设备对导电性的要求。
2.2 良好的透光性能TCO导电玻璃具有较高的透光率，能够满足电子设备对透光性的要求。
在光伏行业中，透光性对于太阳能电池的效率至关重要，TCO导电玻璃在此方面有着明显的优势。
2.3 优异的耐腐蚀性能TCO导电玻璃具有优异的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境条件下稳定工作。
这使得TCO导电玻璃可用于各种特殊的应用场景，如户外显示屏等。
3. TCO导电玻璃市场前景3.1 电子设备市场随着智能手机、平板电脑和可穿戴设备等电子产品的快速发展，对导电玻璃的需求将持续增长。
TCO导电玻璃凭借其优秀的导电性能和透光性，在这一市场中有着广阔的应用前景。
3.2 光伏市场光伏行业是TCO导电玻璃的另一个重要应用领域。
太阳能电池的效率取决于光的吸收和转化过程，TCO导电玻璃的高透光性使得光能得到更好的利用，薄膜太阳能电池和染料敏化太阳能电池等技术得到了快速发展。
3.3 其他领域应用除了电子设备和光伏行业，TCO导电玻璃也在其他领域中得到了广泛应用。
比如建筑行业中的智能窗户和导电玻璃幕墙，汽车行业中的导电玻璃后视镜等。
随着对新能源、智能建筑和智能交通等领域需求的增加，TCO导电玻璃在这些领域的市场前景也将不断扩大。
ITO透明导电薄膜简介
ITO透明导电薄膜简介透明导电薄膜透明导电薄膜是把光学透明性能与导电性能复合在一体的光电材料。
透明导电氧化物(TCO)薄膜,以其在可见光区具有较高的透射率和低电阻率等优异的光电性能,因此,被广泛的应用于各种光电器件中,例如:太阳能电池、LED芯片、平板液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管(TFT)、光生伏打器件、电色层窗口、以及抗静电涂层等技术领域。
这种光电薄膜材料打破了人们的传统观念, 即在自然界中, 透明的物质通常是不导电的, 如玻璃、水晶等;而导电的或者导电好的物质又往往是不透明的, 如金属、石墨等。
透明导电薄膜正是因为透明与导电性能相结合, 成为功能材料中具有特色的一类薄膜, 在光电产业有着广阔的应用前景。
无机物类透明导电薄膜大体可分为金属膜、氧化物膜以及其他化合物膜, 其中以氧化物膜占主导地位。
透明导电氧化物(简称TCO)薄膜主要包括In、Zn、Sn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
目前氧化物透明导电材料体系包括ITO(Sn掺杂In2O3)、AZO(Al掺杂ZnO)、FTO(F掺杂SnO2 )以及最近发展的IMO(Mo掺杂In2O3 )等。
其中氧化铟锡(Indium TinOxide)ITO是目前综合光电性能优异、应用最为广泛的一种透明导电氧化物薄膜。
ITO薄膜的基本性质ITO即锡掺杂氧化铟, 它是一种n型半导体材料。
ITO具有一系列独特性能,如导电性能好(电阻率可低达10-4Ψ· cm), 带隙宽(3.5 ～ 4.6 eV), 载流子浓度(1021 cm-3 )和电子迁移率(15 ～ 45cm2 V-1 s-1 )较高;可见光透过率高达85 %以上;对紫外线具有吸收性, 吸收率大于85%;对红外线具有反射性, 反射率大于80%;对微波具有衰减性, 衰减率大于85%;加工性能良好;膜层硬度高且既耐磨又耐化学腐蚀(氢氟酸等除外);膜层具有很好的酸刻、光刻性能, 便于细微加工, 可以被刻蚀成不同的电极图案等等。
TCO玻璃的基本知识
TCO（Transparent conducting oxide）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玻璃应用在透明导电电极、高温电子器件等领域，如太阳能电池、液晶显示器、光探测器、窗口涂层等。
平板显示器中，现在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。
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。
与光伏电池的性能要求相匹配的三种TCO玻璃：ITO镀膜玻璃。
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。
ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃。
SnO2镀膜也简称FTO，目前主要是用于生产建筑用Low-E玻璃。
其导电性能比ITO略差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点。
通过对普通Low-E的生产技术进行升级改进，制造出了导电性比普通Low-E好，并且带有雾度的产品。
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。
氧化锌基薄膜的研究进展迅速，材料性能已可与ITO相比拟，结构为六方纤锌矿型。
其中铝掺杂的氧化锌薄膜研究较为广泛，它的突出优势是原料易得，制造成本低廉，无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中稳定性好。
预计会很快成为新型的光伏TCO产品。
目前主要存在的问题是工业化大面积镀膜时的技术问题。
光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求：1.光谱透过率为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜玻璃一定要保持相对较高的透过率。
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技术
TCO玻璃技术调查一、薄膜太阳能电池对TCO玻璃的要求1.1薄膜电池对TCO玻璃的一般要求1.光谱透过率为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜玻璃要保持相对较高的透过率。
对于TCO玻璃，光透过率越大越好。
2.导电性能TCO薄膜的导电原理是在原本导电能力很弱的本征半导体中掺入微量的其他元素，使半导体的导电性能发生显著变化。
这些微量元素被称为杂质，掺杂后的半导体称为杂质半导体。
氧化铟锡（ITO）透明导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中，提高导电率，它的导电性能在目前是最好的，最低电阻率达10-5Ωcm量级。
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。
一般情况下，普通镀膜玻璃要求膜层表面越光滑越好，雾度越小越好，但光伏用TCO玻璃则要求有一定的光散射能力，雾度值的大小根据吸光效率来确定。
一般公认的散射理论认为接近光线波长的颗粒会促进向前散射，所以在光伏行业要求提供粒径是100-500nm的颗粒来达到要求的雾度水平。
目前，雾度控制比较好的商业化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃，雾度值一般为11%～15%。
其不包含散射时的直接透过率曲线。
4.激光刻蚀性能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，这些电池组被串联起来用以提高输出能效。
因此，TCO玻璃在镀半导体膜之前，必须要对导电膜进行刻划，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。
刻蚀方法目前有化学刻蚀和激光刻蚀两种，但由于刻蚀的线条要求很细，一般为几十微米的宽度，而激光刻蚀具有沟槽均匀，剔除干净，生产效率快的特点。
5.耐候性与耐久性TCO镀膜一般都使用“硬膜”镀制工艺，膜层具有良好的耐磨性、耐酸碱性。
光伏电池在安装上以后，尤其是光伏一体化建筑安装在房顶和幕墙上时，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，目前，行业内通用的保质期是二十年以上。
TCO玻璃在光电压力传感器中的应用研究
TCO玻璃在光电压力传感器中的应用研究近年来，光电压力传感器作为一种新型的压力测量技术，正在逐渐取代传统的电阻式和电容式传感器，成为压力测量领域的新宠。
其中，TCO（透明导电氧化物）玻璃在光电压力传感器中的应用研究备受关注。
本文将对TCO玻璃在光电压力传感器中的应用进行探讨，并介绍其在该领域的研究进展和应用前景。
光电压力传感器是一种通过测量光强变化来间接测量压力的仪器。
它利用光电效应和光学原理，将压力转换为光信号，再通过光电检测器将其转化为电信号，从而实现对压力的测量。
光电压力传感器具有很高的灵敏度、快速响应、宽测量范围和较小的尺寸等优点，因此在机械、航空航天、生物医学等领域都有广泛的应用。
TCO玻璃是一种具有优异光学和电学性质的材料，其主要成分为氧化物，常见的有氧化锡、氧化铟、氧化锌等。
TCO玻璃具有高透光率、低电阻率、良好的热稳定性和机械强度等特点，适用于制备高性能光电器件。
在光电压力传感器中，TCO玻璃可用作压力敏感元件的导电层，实现对压力的准确测量。
TCO玻璃在光电压力传感器中的应用研究主要包括两个方面：压力敏感元件的制备和传感器的性能优化。
首先，通过溶胶-凝胶法、磁控溅射法等制备方法可得到具有较好电学性能的TCO薄膜，作为压力敏感元件的导电层。
这些方法能够控制薄膜的厚度、表面平整度和晶体结构，从而影响导电性能和压力传感器的灵敏度。
其次，通过优化光电检测器的结构和光学系统的设计，结合TCO玻璃的导电特性，使得光信号的变化与压力变化之间有更准确的关系。
研究者们通过实验和模拟方法，不断改善传感器的性能，提高其精度和可靠性。
目前，TCO玻璃在光电压力传感器中的应用研究已经取得了一些重要的进展。
研究者们通过改变TCO薄膜的成分和结构，制备出了具有优异性能的压力敏感元件。
例如，利用氧化铟锡（ITO）薄膜作为导电层，可以实现高灵敏度的光电压力传感器。
此外，部分学者还利用复合材料的制备工艺，将TCO玻璃与其他纳米材料相结合，进一步提高了光电压力传感器的性能。
TCO简介资料
A B
Al
ZnO:Al
n:a-si
i:a-si p:a-si TCO(SnO2:F)
透过率（ %)
A Haze Compensated Transmissiion B Direct Transmission
+
光生电压 Voc
600
700
800
900
波 长 （ nm)
RS=RTCO+RTCO/P接触+R体电阻+R背电极
深圳
深圳 芜湖 东莞 蚌埠
126
126 68 275 1200
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三、 TCO制备影响因素
沉积时间的影响
沉积时间延长，薄膜厚度增加，电阻率下降。
沉积时间延长，溅射腔室温度升高，薄膜晶化 程度提高，薄膜电阻率进一步降低。
沉积时间过长，温度过高，晶粒过大时,晶粒的 取向变差,分散度和偏离度变大,晶界中的缺陷 增多, 薄膜的电阻率升高。
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三、 TCO制备影响因素
退火的影响
晶粒长大可以大大减小晶界散射，提高迁移率； 应力减小使AZO晶粒沿着垂直衬底方向柱状生长，优化晶体结构；
吸附氧的减小使电子的捕获陷阱减小，增大了薄膜中的载流子浓 度。
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三、 TCO制备影响因素
高反射率及其它半导体的特性。
confidential
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一、TCO概述
导电原理： 在原本导电能力很弱的本征半导体中掺入微量的其他 元素，这些微量元素被称为杂质，掺杂后的半导体称为杂 质半导体，掺杂后就会使半导体的导电性能得以提高。
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TCO玻璃扫盲（一）
标签：雾度光伏电池导电性能镀膜玻璃分类：学习
TCO（Transparent conducting oxide）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玻璃应用在透明导电电极、高温电子器件等领域，如太阳能电池、液晶显示器、光探测器、窗口涂层等。
平板显示器中，现在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。
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pin半导体膜，再镀制背电极。
与光伏电池的性能要求相匹配的三种TCO玻璃：
ITO镀膜玻璃。
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。
ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃。
SnO2镀膜也简称FTO，目前主要是用于生产建筑用LowE玻璃。
其导电性能比ITO略差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点。
通过对普通LowE的生产技术进行升级改进，制造出了导电性比普通LowE好，并且带有雾度的产品。
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。
氧化锌基薄膜的研究进展迅速，材料性能已可与ITO相比拟，结构为六方纤锌矿型。
其中铝掺杂的氧化锌薄膜研究较为广泛，它的突出优势是原料易得，制造成本低廉，无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中稳定性好。
预计会很快成为新型的光伏TCO产品。
目前主要存在的问题是工业化大面积镀膜时的技术问题。
光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求：
1.光谱透过率
为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜玻璃一定要保持相对较高的透过率。
目前，产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池，并且已经开始向非晶/微晶复合电池转化。
因此，非晶/微晶复合叠层能够吸收利用更多的太阳光，提高转换效率，即将成为薄膜电池的主流产品。
2.导电性能
TCO导电薄膜的导电原理是在原本导电能力很弱的本征半导体中掺入微量的其他元素，使半导体的导电性能发生显著变化。
这些微量元素被称为杂质，掺杂后的半导体称为杂质半导体。
氧化铟锡（ITO）透明导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中，提高导电率，它的导电性能在目前是最好的，最低电阻率达105Ωcm量级。
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。
一般情况下，普通镀膜玻璃要求膜层表面越光滑越好，雾度越小越好，但光伏用TCO玻璃则要求有一定的光散射能力，雾度值的大小根据吸光效率来确定。
一般公认的散射理论认为接近光线波长的颗粒会促进向前散射，所以在光伏行业要求提供粒径是100500nm的颗粒来达到要求的雾度水平。
目前，雾度控制比较好的商业化TCO玻璃是AFG的PVTCO玻璃，雾度值一般为11%～15%。
其不包含散射时的直接透过率曲线。
4.激光刻蚀性能
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。
刻蚀方法目前有化学刻蚀和激光刻蚀两种，但由于刻蚀的线条要求很细，一般为几十微米的宽度，而激光刻蚀具有沟槽均匀，剔除干净，生产效率快的特点。
5.耐候性与耐久性
TCO镀膜一般都使用“硬膜”镀制工艺，膜层具有良好的耐磨性、耐酸碱性。
光伏电池在安装上以后，尤其是光伏一体化建筑安装在房顶和幕墙上时，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，目前，行业内通用的保质期是二十年以上。
因此，TCO 玻璃的保质期也必须达到二十年以上。
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