Vidrio Tco para panel solar

El vidrio TCO (transparentconductingoxide), es decir, el vidrio con revestimiento de óxido conductivo transparente, debe cubrir uniformemente una capa de película de óxido conductivo transparente en la superficie del vidrio plano mediante métodos de recubrimiento físicos o químicos, principalmente incluyendo óxidos de in, Sn, Zn y CD y sus materiales compuestos de película de óxido multicomponente. El vidrio TCO se utilizó por primera vez en pantallas planas, y ahora el vidrio conductivo de tipo ITO sigue siendo el producto de electrodo de vidrio de corriente principal en la industria de pantallas planas. En los últimos años, el aumento del precio del silicio cristalino ha promovido en gran medida el desarrollo de células solares de película fina. En la actualidad, las células solares de película fina representan más del 10% del mercado fotovoltaico mundial. El vidrio TCO se utiliza como un componente necesario del electrodo frontal de las células fotovoltaicas, y la demanda del mercado está creciendo rápidamente, convirtiéndose en un producto de vidrio recubierto de alta tecnología. 1, características y tipos de vidrio recubierto de TCO En las células solares, los electrodos de las células de silicio cristalino son cables soldados en la superficie del silicio, y el vidrio de la cubierta frontal solo necesita lograr una alta transmitancia de luz. Las células solares de película fina están recubiertas con una película de semiconductor p-i-n en la película conductora de la superficie de vidrio, y luego se chapan con un electrodo posterior. Hay muchos materiales de recubrimiento y procesos de óxido conductivo transparente, que son continuamente examinados a través de la investigación científica. En la actualidad, existen principalmente los siguientes tres tipos de vidrio TCO que cumplen con los requisitos de rendimiento de las células fotovoltaicas. El vidrio recubierto Ito es un producto muy maduro, que tiene las características de alta transmitancia, película firme, buena conductividad, etc. Se utilizó en el electrodo frontal de células fotovoltaicas en la etapa inicial. Sin embargo, con la mejora de los requisitos de rendimiento de absorción de luz, el vidrio TCO debe tener la capacidad de mejorar la dispersión de luz, lo que es difícil para el revestimiento ITO, y el rendimiento de grabado láser también es deficiente. El indium es un elemento raro, que tiene un bajo almacenamiento en la naturaleza y un alto precio. Ito no es estable en plasma cuando se aplica a las células solares, por lo que el revestimiento de ITO no es el vidrio de electrodo principal de las células fotovoltaicas en la actualidad. El revestimiento SnO2, también conocido como FTO, se utiliza actualmente principalmente para producir vidrio Low-E para la construcción. Su conductividad es ligeramente peor que la de ITO, pero tiene las ventajas de un costo relativamente bajo, un grabado láser fácil y propiedades ópticas adecuadas. A través de la mejora y mejora de la tecnología de producción de Low-E ordinario, se fabrican productos con mejor conductividad y neblina que Low-E ordinario. El vidrio TCO producido por esta tecnología se ha convertido en el producto principal de las células fotovoltaicas de película fina. El progreso de la investigación de las películas delgadas a base de óxido de zinc es rápido, y las propiedades materiales han sido comparables con ITO. La estructura es hexagonal wurtzita. Entre ellas, las películas de óxido de zinc dopado en aluminio son ampliamente estudiadas. Sus ventajas destacadas son la fácil disponibilidad de materias primas, el bajo coste de fabricación, no tóxico, fácil dopaje, y la buena estabilidad en plasma. Se espera que pronto se convierta en un nuevo tipo de producto fotovoltaico TCO. En la actualidad, el principal problema es el problema técnico del revestimiento de grandes áreas industrializado. 2, requisitos de rendimiento de las células fotovoltaicas para el vidrio recubierto de TCO 1. Transmitancia espectral Para hacer uso completo de la luz solar, el vidrio recubierto de TCO debe mantener una transmitancia relativamente alta. En la actualidad, la mayor producción de baterías de película fina es baterías de silicio amorfo de doble unión, y ha comenzado a transformarse en baterías compuestas amorfas / microcristalinas. Por lo tanto, los laminados compuestos amorfos / microcristalinos pueden absorber y utilizar más luz solar y mejorar la eficiencia de conversión, y pronto se convertirá en los productos principales de las baterías de película fina. 2. Conductividad El principio conductivo de la película conductora TCO es añadir trazas de otros elementos en el semiconductor intrínseco con una conductividad débil, lo que cambiará significativamente la conductividad del semiconductor. Estos oligoelementos se denominan impurezas y los semiconductores dopados se denominan semiconductores de impurezas. Óxido de estaño de indio (ITO) el vidrio conductivo transparente debe añadir elemento de estaño en el óxido de indio para mejorar la conductividad. Su conductividad es la mejor en la actualidad, con la resistividad más baja de 10-5 Ω cm. 3. Haze Para aumentar la capacidad de la capa semiconductora de células de película fina para absorber la luz, el vidrio TCO para la energía fotovoltaica necesita mejorar la capacidad de dispersión de la luz transmitida, que se expresa por la neblina. Haze se refiere a la apariencia de nubes o turbidez causada por la difusión de luz en el interior o la superficie de materiales transparentes o translúcidos. Expresado como porcentaje de la relación entre el flujo luminoso difuso y el flujo luminoso del material transmisor. En general, el vidrio recubierto ordinario requiere que cuanto más suave sea la superficie de la película, mejor, y cuanto más pequeña sea la neblina, mejor. Sin embargo, el vidrio TCO para la fotovoltaica necesita tener una cierta capacidad de dispersión de luz. En la actualidad, el vidrio TCO comercial con buen control de la neblina es el vidrio pv-tco de AFG, y el valor de la neblina es generalmente del 11% al 15%. No incluye la curva de transmisión directa al dispersar. 4. Rendimiento de grabado láser En el proceso de fabricación de baterías de película fina, la superficie debe dividirse en varias baterías largas en forma de tira, que se conectan en serie para mejorar la eficiencia energética de salida. Por lo tanto, antes de plasmar la película de semiconductor en el vidrio TCO, la película conductora en la superficie debe estar grabada, y la parte grabada debe ser completamente retirada de la película conductora de óxido para mantener el aislamiento. En la actualidad, existen dos tipos de métodos de grabado: Grabado químico y grabado láser. Sin embargo, debido a los requisitos de las líneas de grabado fino, que son generalmente decenas de micrones de ancho, el grabado láser tiene las características de ranuras uniformes, eliminación limpia y eficiencia de producción rápida. 5. Resistencia y durabilidad a la intemperie El revestimiento TCO generalmente utiliza el proceso de chapado "duro", y la película tiene buena resistencia al desgaste, resistencia al ácido y a los álcalis. Después de la instalación de células fotovoltaicas, especialmente cuando el edificio fotovoltaico integrado se instala en el techo y la pared de cortina, no es adecuado para el mantenimiento y la sustitución regulares, lo que requiere que las células fotovoltaicas tengan una buena durabilidad. En la actualidad, el período de garantía general en la industria es de más de 20 años. Por lo tanto, la vida útil del vidrio TCO también debe alcanzar más de 20 años. 3, perspectiva de desarrollo del vidrio TCO para la fotovoltaica Cuando la industria fotovoltaica se está desarrollando a un ritmo de casi el 40% durante cinco años consecutivos, hay una escasez sin precedentes de polisilicio, la materia prima de las células solares de silicio cristalino, el producto principal. El precio del polisilicio ha aumentado de $24 / kg en 2003 al precio actual de más de $300 / kg. En comparación con las células solares de silicio cristalino, las células solares de película fina tienen las características de una aplicación de luz débil y fuerte plasticidad de forma. El aumento del precio del silicio cristalino ha promovido prácticamente el desarrollo de células solares de película fina. En la actualidad, las células solares de película fina representan más del 10% del mercado fotovoltaico mundial. Con el aumento del precio del polisilicio, se espera que el desarrollo de células solares de película fina se acelere aún más. En 2006, la producción estadística de células solares de película fina en el mundo fue de unos 190 megavatios. En 2007, el capacidad de producción de células solares de película fina se expandió rápidamente, alcanzando 350 megavatios bajo la condición de producción insuficiente causada por el aumento del precio de las materias primas de polisilicio. Las baterías de película fina en China son principalmente baterías de película fina de silicio amorfo, con una producción de alrededor de 29 MW en 2007. Debido a la diferente eficiencia de conversión de las baterías de película fina, tomamos el silicio amorfo de corriente principal como base de cálculo, y la potencia nominal de la batería por metro cuadrado es de 50 vatios, es decir, cada 50 vatios de batería utilizará 1 metros cuadrados de vidrio TCO. Sobre esta base, se puede calcular que la demanda de vidrio TCO en la industria fotovoltaica en el mundo en 2007 fue de 7million metros cuadrados. Esta cifra parece pequeña, pero debido a la tecnología de producción de alto nivel del vidrio TCO, en la actualidad solo hay dos proveedores importantes en el mundo. Con una tasa de crecimiento anual de más del 50% en la industria de células solares, los productos han comenzado a estar por debajo de la demanda. El precio por metro cuadrado ha alcanzado más de $20. Según pronósticos fidedignos, las células solares de película fina seguirán manteniendo un rápido crecimiento. En la actualidad, muchos fabricantes e instituciones de investigación están en proceso de industrialización del vidrio TCO, la producción seguirá expandiéndose y se seguirán introduciendo nuevos productos de alto rendimiento. Se puede ver que debido al rápido desarrollo de células solares de película fina, el actual mercado del vidrio TCO para la fotovoltaica se ha vuelto muy estrecho. En el campo del vidrio conductivo, el vidrio TCO fotovoltaico tiene requisitos de rendimiento únicos, que están estrechamente relacionados con las características de salida de las células solares. Se puede decir que el desarrollo de células solares de película fina dependerá en cierta medida de la mejora del TCO fotovoltaico. La escasez de energía ha promovido el desarrollo de la industria fotovoltaica, y también promoverá los productos fotovoltaicos de vidrio TCO para convertirse en una nueva y brillante estrella en la industria del vidrio.