Verre solaire TCO , Nom complet Le verre d'oxyde conducteur transparent (TCO), est un produit de haute technologie qui recouvre uniformément une couche de film mince d'oxyde conducteur transparent sur la surface du verre plat par des méthodes de revêtement physique ou chimique. Ce matériau est devenu un composant clé indispensable dans les cellules solaires à couches minces en raison de ses excellentes propriétés optiques et électriques. Avec le développement rapide de l'industrie photovoltaïque, le verre TCO est de plus en plus utilisé dans les cellules photovoltaïques et est devenu une force importante pour promouvoir la progression de l'industrie photovoltaïque.
Technologie de préparation et de revêtement du verre TCO
La technologie de préparation et de revêtement de TCO Glass comprend principalement deux méthodes: le revêtement en ligne et le revêtement hors ligne. Le revêtement en ligne adopte principalement le processus de dépôt de vapeur chimique, et le processus de revêtement est directement placé dans le processus de refroidissement de la ligne de production de verre flottant. La matière première TCO est transportée vers le haut de la plaque de verre sous forme gazeuse et diffusée à la surface de verre à haute température. Après adsorption, réaction de décomposition chimique et redéposition, la couche de film est synthétisée. L'avantage de cette méthode est que la composition chimique et la structure de la couche de film sont relativement stables, la couche de diffusion est facile à former entre le substrat et la couche de film, et la couche de film est ferme et adaptable; Dans le même temps, le processus de revêtement est intégré dans le processus de formation de verre et l'efficacité de production est élevée.
Le revêtement hors ligne consiste à enrober le verre séparément après avoir quitté l'usine, en utilisant généralement la technologie de pulvérisation de magnétron dans le dépôt de vapeur physique. Les avantages de cette méthode sont qu'il est facile de contrôler les paramètres de processus, l'épaisseur et l'uniformité de la couche de film peuvent être contrôlées avec précision et elle est très flexible; L'équipement de revêtement est conçu modulaire et la capacité de production peut être facilement ajustée; La couche déposée est obtenue dans des conditions de vide et la pureté de la couche de film est élevée. Cependant, les inconvénients du revêtement hors ligne sont que l'équipement est coûteux, le processus est compliqué, l'efficacité est faible et le coût de fabrication global est élevé.
Dans le processus de préparation du verre TCO, différentes technologies de revêtement correspondent à différents matériaux et processus. Par exemple, le verre FTO est principalement utilisé pour les batteries à couches minces, et l'industrialisation adopte principalement la méthode des MCV en ligne. Le prix du matériau est inférieur à celui de l'ITO, et il peut être produit en masse avec une vitesse de production rapide. Azo Glass a une bonne transmittance de la lumière et une bonne conductivité, mais il est difficile de produire en masse actuellement, et il y a encore des problèmes dans le flux de processus. Par conséquent, il n'est pas devenu un processus grand public et est principalement fabriqué par la méthode PVD.
Types et propriétés des matériaux TCO
Les matériaux TCO incluent principalement ITO (oxyde d'étain indium), FTO (oxyde d'étain dopé au fluor), azo (oxyde de zinc dopé en aluminium), etc. Parmi eux, le verre en revêtement ITO a les caractéristiques d'une transmission élevée, de la couche de film ferme et de la bonne conductivité, mais ses performances de gravure du laser sont faibles, et son prix est élevé dû à la performance de l'élément rare. Le verre enduit FTO est devenu le produit grand public de cellules photovoltaïques à couches minces en raison de sa gravure au laser facile à coût relativement faible et à ses performances optiques appropriées. Azo Glass devient progressivement une nouvelle direction de développement en raison de ses avantages tels que la disponibilité facile des matières premières, le faible coût et la non-toxicité.
Quelles sont les caractéristiques de performance du verre TCO?
1. Transmittance élevée
Définition: le verre TCO a une transmittance extrêmement élevée dans la plage de lumière visible, généralement avec une transmittance moyenne (T AVG) de plus de 80%, et certains produits à haute performance peuvent même atteindre plus de 90%.
Fonction: Une transmittance élevée signifie que davantage de soleil peut pénétrer le verre et atteindre la couche d'absorption de la cellule solaire, améliorant ainsi l'efficacité de la production d'énergie de la cellule solaire.
Facteurs d'influence: la transmittance est affectée par le matériau de revêtement, l'épaisseur du film, l'uniformité du film et les propriétés optiques du substrat de verre.
2. Fonction anti-réflexion
Définition: Le revêtement de surface du verre TCO a de bonnes propriétés anti-réflexion, ce qui peut réduire la perte de réflexion de la lumière du soleil sur la surface du verre et améliorer l'efficacité d'absorption de la lumière.
Fonction: En optimisant l'indice de réfraction et l'épaisseur de la couche de film, le verre TCO peut réduire efficacement la réflexion, permettant à plus de lumière d'entrer dans la couche de la batterie, améliorant ainsi l'efficacité globale de production d'énergie.
Méthode de mise en œuvre: l'effet anti-réflexion est généralement obtenu en concevant la structure optique de la couche de film (comme le film multicouche, le film de gradient).
3. Haute conductivité
Définition: le verre TCO a une bonne conductivité tout en maintenant une transmittance élevée, et sa résistivité est généralement inférieure à 10⁻³ ω · cm.
Fonction: En tant qu'électrode avant des cellules solaires, le verre TCO doit fournir un bon chemin conducteur pour garantir que le courant peut être effectué efficacement à partir de la couche de batterie.
Facteurs d'influence: La conductivité est étroitement liée à la composition du matériau, à l'épaisseur, à la cristallinité, à la concentration de dopage, etc. de la couche de film.
4. Bonnes propriétés mécaniques
Dureté: la dureté MOHS du verre TCO se situe généralement entre 6,0 et 6,5, et elle a une résistance à l'usure élevée et une résistance aux rayures.
Force: Après la trempe, la résistance mécanique du verre TCO est considérablement améliorée et peut résister à un certain impact externe.
Stabilité thermique: le verre TCO peut toujours maintenir de bonnes propriétés optiques et électriques dans un environnement à haute température et convient à une variété d'environnements de travail.
5. Bonne stabilité chimique
Résistance à la corrosion: le verre TCO montre une bonne stabilité chimique dans l'acide, l'alcali, l'humidité et d'autres environnements, et n'est pas facile à corroder ou à oxyder.
Résistance aux intempéries: lors d'une utilisation à long terme, le verre TCO peut maintenir la stabilité de ses propriétés optiques et électriques et convient à une utilisation extérieure à long terme.
6. Résistance carrée réglable et épaisseur
Résistance carrée: La résistance carrée du verre TCO peut être ajustée en fonction des besoins spécifiques, généralement dans la plage de 10⁻³ ~ 10⁻⁴ ω · cm².
Contrôle d'épaisseur: En contrôlant les paramètres du processus de revêtement, l'épaisseur du film peut être contrôlée avec précision pour répondre aux besoins de différents scénarios d'application.
7. Bonne machinabilité
Coupe et gravure: le verre TCO a une bonne machinabilité, est facile à couper, à percer et à gravir la gravure au laser, et convient à la production à grande échelle.
Compatibilité: TCO Glass a une bonne compatibilité avec une variété de matériaux d'emballage (comme EVA, Glass Glue), qui est facile à intégrer dans les modules photovoltaïques.
8. Protection de l'environnement et durabilité
Protection de l'environnement des matériaux: certains matériaux TCO (comme AZO) sont non toxiques et non polluants, ce qui est conforme à la tendance de la fabrication verte.
Recyclabilité: Après la durée de vie du verre TCO, sa couche de film et son substrat de verre peuvent être recyclés pour réduire les déchets de ressources.
Zones d'application du verre TCO
1. Champ photovoltaïque
Le verre TCO est l'un des matériaux de base des cellules solaires à couches minces (comme le silicium amorphe, le telluride de cadmium, la pérovskite, etc.). En tant qu'électrode avant de la batterie, il est responsable de la collecte et de la transmission de photocourant. Sa transmittance élevée et sa faible résistivité en font un composant clé pour améliorer l'efficacité des cellules solaires.
2. Construire une économie d'énergie
Le verre TCO peut être utilisé pour le verre d'économie d'énergie dans les bâtiments, comme le verre à faible émissivité (faible) et le verre intelligent qui change de couleur. Il peut réduire efficacement la perte de chaleur du rayonnement solaire et améliorer l'efficacité énergétique des bâtiments tout en maintenant de bonnes performances d'éclairage.
3. Affichage du panneau plat
Dans le domaine des écrans à panneaux plats, le verre TCO (en particulier le verre ITO) est largement utilisé dans les électrodes des affichages de cristal liquides (LCD) et des écrans électroluminescents (ELD). Sa conductivité élevée et sa transparence en font un matériau important pour les dispositifs d'affichage.
4. Verre intelligente
Le verre TCO peut être utilisé pour le verre intelligent qui change de couleur et le verre de blindage électromagnétique. En ajustant les propriétés optiques de la couche de film, le verre intelligent peut ajuster automatiquement la transparence dans différentes conditions d'éclairage pour atteindre les fonctions d'économie d'énergie et de protection de la confidentialité.
5. Fenêtres à économie d'énergie isolant thermique
TCO Glass joue un rôle important dans les fenêtres à économie d'énergie isolant. Il peut réduire efficacement la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment, réduire la consommation d'énergie de la climatisation et améliorer le confort et l'efficacité énergétique du bâtiment.
6. Verre anti-Fog chauffée
Le verre TCO peut être utilisé pour le verre anti-buve chauffé. En appliquant une tension sur la surface du verre, la surface du verre peut être rapidement chauffée et les fonctions anti-buve peuvent être obtenues. Il est largement utilisé dans les automobiles, les navires, les bâtiments et autres champs.
7. Windows de blindage électromagnétique
TCO Glass a de bonnes performances de blindage électromagnétique et peut être utilisée pour les fenêtres de blindage électromagnétique pour empêcher l'influence de l'interférence électromagnétique sur l'équipement électronique. Il convient à des champs très sensibles tels que l'équipement de communication et les équipements médicaux.
8. Capteurs à gaz
Le verre TCO peut également être utilisé comme capteurs de gaz dans certaines applications spéciales pour détecter les concentrations de gaz, comme dans la surveillance environnementale et la sécurité industrielle.
9. Écrans tactiles
TCO Glass est largement utilisé dans la technologie de l'écran tactile, comme les panneaux tactiles pour les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables, en raison de sa transparence et de sa conductivité élevées.
10. Éclairage OLED
TCO Glass a également des applications importantes dans l'éclairage OLED, et sa transparence élevée et sa faible résistance en font un matériau conducteur idéal pour les appareils OLED.
11. Électronique transparente
Le verre TCO est également largement utilisé dans l'électronique transparente, tels que les affichages transparents, les cellules solaires et les panneaux tactiles, répondant aux doubles besoins de transparence et de conductivité des dispositifs électroniques modernes.
12. Affichages automobiles
TCO Glass est également important dans les écrans automobiles, tels que les rétroviseurs, les tableaux de bord et les écrans tête haute. Avec la vulgarisation des véhicules électriques, sa demande du marché augmentera encore.
Avec le développement rapide de l'industrie photovoltaïque, la demande du marché pour le verre TCO a augmenté rapidement, devenant un produit en verre à revêtement de haute technologie chaud. On s'attend à ce que le marché mondial du verre TCO continuera de croître au cours des prochaines années, en particulier dans les domaines des cellules solaires à couches minces et de la conservation de l'énergie de construction.
En tant que matériau clé de l'industrie photovoltaïque, les perspectives de performance et d'application de TCO Glass ont attiré beaucoup d'attention. Avec l'avancement continu de la technologie et la croissance de la demande du marché, TCO Glass jouera un rôle important dans des domaines plus de haute technologie et injectera une nouvelle vitalité dans le développement de l'industrie photovoltaïque.
