TCO Solar Glass , nama lengkap gelas transparan oksida konduktif (TCO), adalah produk berteknologi tinggi yang secara seragam melapisi lapisan film tipis oksida konduktif transparan pada permukaan kaca datar dengan metode pelapisan fisik atau kimia. Bahan ini telah menjadi komponen kunci yang sangat diperlukan dalam sel surya film tipis karena sifat optik dan listriknya yang sangat baik. Dengan perkembangan cepat industri fotovoltaik, TCO Glass semakin banyak digunakan dalam sel fotovoltaik dan telah menjadi kekuatan penting dalam mempromosikan kemajuan industri fotovoltaik.
Teknologi persiapan dan pelapisan kaca TCO
Teknologi persiapan dan pelapisan TCO Glass terutama mencakup dua metode: lapisan online dan lapisan offline. Lapisan online terutama mengadopsi proses pengendapan uap kimia, dan proses pelapisan ditempatkan secara langsung dalam proses pendinginan lini produksi kaca float. Bahan baku TCO diangkut ke bagian atas pelat kaca dalam bentuk gas dan tersebar ke permukaan kaca suhu tinggi. Setelah adsorpsi, reaksi dekomposisi kimia, dan deposisi ulang, lapisan film disintesis. Keuntungan dari metode ini adalah bahwa komposisi kimia dan struktur lapisan film relatif stabil, lapisan difusi mudah dibentuk antara substrat dan lapisan film, dan lapisan filmnya kuat dan mudah beradaptasi; Pada saat yang sama, proses pelapisan terintegrasi dalam proses pembentukan kaca, dan efisiensi produksi tinggi.
Lapisan offline adalah untuk melapisi kaca secara terpisah setelah meninggalkan pabrik, biasanya menggunakan teknologi sputtering magnetron dalam deposisi uap fisik. Keuntungan dari metode ini adalah mudah untuk mengontrol parameter proses, ketebalan dan keseragaman lapisan film dapat dikontrol secara akurat, dan sangat fleksibel; Peralatan pelapis dirancang secara modular, dan kapasitas produksi dapat dengan mudah disesuaikan; Lapisan yang disimpan diperoleh dalam kondisi vakum, dan kemurnian lapisan film tinggi. Namun, kerugian lapisan offline adalah bahwa peralatannya mahal, prosesnya rumit, efisiensinya rendah, dan keseluruhan biaya produksi tinggi.
Dalam proses persiapan kaca TCO, teknologi pelapisan yang berbeda sesuai dengan bahan dan proses yang berbeda. Misalnya, kaca FTO sebagian besar digunakan untuk baterai film tipis, dan industrialisasi terutama mengadopsi metode CVD online. Harga material lebih rendah dari ITO, dan dapat diproduksi secara massal dengan kecepatan produksi yang cepat. Azo Glass memiliki transmitansi dan konduktivitas cahaya yang baik, tetapi sulit untuk menghasilkan massa saat ini, dan masih ada beberapa masalah dalam aliran proses. Oleh karena itu, itu belum menjadi proses utama dan terutama dibuat dengan metode PVD.
Jenis dan Sifat Bahan TCO
Bahan TCO terutama meliputi ITO (indium timah oksida), FTO (oksida timah yang didoping fluorin), azo (seng oksida aluminium), dll. Di antaranya, kaca berlapis ITO memiliki karakteristik transmisi yang tinggi, lapisan film yang kuat dan konduktivitas yang baik, tetapi kinerja laser yang rare. Kaca yang dilapisi FTO telah menjadi produk utama sel fotovoltaik film tipis karena biayanya yang relatif rendah, etsa laser yang mudah dan kinerja optik yang sesuai. Azo Glass secara bertahap menjadi arah pengembangan baru karena keunggulannya seperti ketersediaan bahan baku yang mudah, biaya rendah dan non-toksisitas.
Apa karakteristik kinerja kaca TCO?
1. Transmitansi Tinggi
Definisi: TCO Glass memiliki transmitansi yang sangat tinggi dalam kisaran cahaya yang terlihat, biasanya dengan transmitansi rata-rata (T rata-rata) lebih dari 80%, dan beberapa produk berkinerja tinggi bahkan dapat mencapai lebih dari 90%.
Fungsi: Transmitansi tinggi berarti bahwa lebih banyak sinar matahari dapat menembus kaca dan mencapai lapisan penyerapan sel surya, sehingga meningkatkan efisiensi pembangkit listrik sel surya.
Faktor yang Mempengaruhi: Transmitansi dipengaruhi oleh bahan pelapis, ketebalan film, keseragaman film dan sifat optik dari substrat kaca.
2. Fungsi anti-refleksi
Definisi: Pelapisan permukaan kaca TCO memiliki sifat anti-refleksi yang baik, yang dapat mengurangi hilangnya refleksi sinar matahari pada permukaan kaca dan meningkatkan efisiensi penyerapan cahaya.
Fungsi: Dengan mengoptimalkan indeks bias dan ketebalan lapisan film, kaca TCO dapat secara efektif mengurangi refleksi, memungkinkan lebih banyak cahaya untuk memasuki lapisan baterai, sehingga meningkatkan efisiensi pembangkit listrik secara keseluruhan.
Metode Implementasi: Efek anti-refleksi biasanya dicapai dengan merancang struktur optik lapisan film (seperti film multilayer, film gradien).
3. Konduktivitas Tinggi
Definisi: TCO Glass memiliki konduktivitas yang baik sambil mempertahankan transmitansi tinggi, dan resistivitasnya biasanya kurang dari 10⁻³ Ω · cm.
Fungsi: Sebagai elektroda depan sel surya, kaca TCO perlu memberikan jalur konduktif yang baik untuk memastikan bahwa arus dapat dilakukan secara efisien dari lapisan baterai.
Faktor yang mempengaruhi: Konduktivitas terkait erat dengan komposisi material, ketebalan, kristalinitas, konsentrasi doping, dll. Dari lapisan film.
4. Sifat mekanik yang baik
Kekerasan: Kekerasan Mohs dari kaca TCO biasanya antara 6.0 dan 6.5, dan memiliki ketahanan aus yang tinggi dan resistensi goresan.
Kekuatan: Setelah temper, kekuatan mekanis kaca TCO secara signifikan ditingkatkan, dan dapat menahan dampak eksternal tertentu.
Stabilitas termal: Kaca TCO masih dapat mempertahankan sifat optik dan listrik yang baik di lingkungan suhu tinggi, dan cocok untuk berbagai lingkungan kerja.
5. Stabilitas Kimia yang Baik
Resistensi Korosi: Kaca TCO menunjukkan stabilitas kimia yang baik dalam asam, alkali, kelembaban dan lingkungan lainnya, dan tidak mudah dikoreksi atau teroksidasi.
Resistensi cuaca: Selama penggunaan jangka panjang, TCO Glass dapat mempertahankan stabilitas sifat optik dan listriknya dan cocok untuk penggunaan di luar ruang jangka panjang.
6. Resistansi dan ketebalan persegi yang dapat disesuaikan
Resistensi persegi: Resistensi persegi kaca TCO dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan spesifik, biasanya dalam kisaran 10⁻³ ~ 10⁻⁴ Ω · cm².
Kontrol Ketebalan: Dengan mengendalikan parameter proses pelapisan, ketebalan film dapat dikontrol secara tepat untuk memenuhi kebutuhan skenario aplikasi yang berbeda.
7. Machinability yang bagus
Pemotongan dan etsa: TCO Glass memiliki kemampuan mesin yang baik, mudah dipotong, bor dan etsa laser, dan cocok untuk produksi skala besar.
Kompatibilitas: TCO Glass memiliki kompatibilitas yang baik dengan berbagai bahan pengemasan (seperti EVA, lem kaca), yang mudah diintegrasikan ke dalam modul fotovoltaik.
8. Perlindungan dan Keberlanjutan Lingkungan
Perlindungan Lingkungan Bahan: Beberapa bahan TCO (seperti AZO) tidak beracun dan tidak berpolusi, yang sejalan dengan tren manufaktur hijau.
Daur ulang: Setelah masa pakai TCO Glass, baik lapisan film dan substrat kaca dapat didaur ulang untuk mengurangi limbah sumber daya.
Area Aplikasi TCO Glass
1. Bidang fotovoltaik
TCO Glass adalah salah satu bahan inti dari sel surya film tipis (seperti silikon amorf, kadmium telluride, perovskite, dll.). Sebagai elektroda depan baterai, ia bertanggung jawab untuk mengumpulkan dan mentransmisikan arus pemotretan. Transmitansi yang tinggi dan resistivitas rendah menjadikannya komponen kunci untuk meningkatkan efisiensi sel surya.
2. Membangun penghematan energi
Kaca TCO dapat digunakan untuk kaca hemat energi di bangunan, seperti kaca rendah (rendah-E) dan kaca yang mengubah warna pintar. Ini dapat secara efektif mengurangi kehilangan panas radiasi matahari dan meningkatkan efisiensi energi bangunan sambil mempertahankan kinerja pencahayaan yang baik.
3. Tampilan Panel Datar
Di bidang tampilan panel datar, kaca TCO (terutama kaca ITO) banyak digunakan dalam elektroda layar kristal cair (LCD) dan display electroluminescent (ELD). Konduktivitas dan transparansi yang tinggi menjadikannya bahan penting untuk perangkat tampilan.
4. Kaca Cerdas
Kaca TCO dapat digunakan untuk kaca yang mengubah warna dan kaca pelindung elektromagnetik. Dengan menyesuaikan sifat optik dari lapisan film, Smart Glass dapat secara otomatis menyesuaikan transparansi dalam kondisi pencahayaan yang berbeda untuk mencapai fungsi penghematan energi dan perlindungan privasi.
5. Jendela hemat energi yang menghemat panas
TCO Glass memainkan peran penting dalam jendela hemat energi yang menginsulasi panas. Ini dapat secara efektif mengurangi perbedaan suhu antara bagian dalam dan luar bangunan, mengurangi konsumsi energi AC, dan meningkatkan kenyamanan dan efisiensi energi bangunan.
6. Kaca anti-kabut yang dipanaskan
Kaca TCO dapat digunakan untuk kaca anti-kabut yang dipanaskan. Dengan menerapkan tegangan pada permukaan kaca, permukaan kaca dapat dengan cepat dipanaskan dan fungsi anti-kabut dapat dicapai. Ini banyak digunakan dalam mobil, kapal, bangunan, dan bidang lainnya.
7. jendela pelindung elektromagnetik
Kaca TCO memiliki kinerja pelindung elektromagnetik yang baik dan dapat digunakan untuk jendela pelindung elektromagnetik untuk mencegah pengaruh gangguan elektromagnetik pada peralatan elektronik. Ini cocok untuk bidang yang sangat sensitif seperti peralatan komunikasi dan peralatan medis.
8. Sensor Gas
Kaca TCO juga dapat digunakan sebagai sensor gas dalam beberapa aplikasi khusus untuk mendeteksi konsentrasi gas, seperti dalam pemantauan lingkungan dan keselamatan industri.
9. Layar sentuh
TCO Glass banyak digunakan dalam teknologi layar sentuh, seperti panel sentuh untuk smartphone, tablet dan laptop, karena transparansi dan konduktivitas yang tinggi.
10. Penerangan OLED
TCO Glass juga memiliki aplikasi penting dalam pencahayaan OLED, dan transparansi tinggi dan resistensi rendah menjadikannya bahan konduktif yang ideal untuk perangkat OLED.
11. Elektronik Transparan
TCO Glass juga banyak digunakan dalam elektronik transparan, seperti tampilan transparan, sel surya dan panel sentuh, memenuhi kebutuhan ganda transparansi dan konduktivitas perangkat elektronik modern.
12. Tampilan Otomotif
TCO Glass juga penting dalam tampilan otomotif, seperti kaca spion, dasbor dan tampilan head-up. Dengan mempopulerkan kendaraan listrik, permintaan pasarnya akan semakin meningkat.
Dengan perkembangan cepat industri fotovoltaik, permintaan pasar untuk kaca TCO telah berkembang pesat, menjadi produk kaca berlapis berteknologi tinggi yang panas. Diharapkan bahwa pasar kaca TCO global akan terus tumbuh dalam beberapa tahun ke depan, terutama di bidang sel surya film tipis dan membangun konservasi energi.
Sebagai bahan utama dalam industri fotovoltaik, kinerja dan prospek aplikasi TCO Glass telah menarik banyak perhatian. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan dan pertumbuhan permintaan pasar, TCO Glass akan memainkan peran penting dalam bidang yang lebih berteknologi tinggi dan menyuntikkan vitalitas baru ke dalam pengembangan industri fotovoltaik.
