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光学薄膜制备技术

光学薄膜制备技术范文第1篇

关键词: 薄膜太阳能电池 教学探讨 理论教学 实践教学

一、引言

近年来光伏行业发展迅速,尤其长三角一带很多光伏企业[1]。光伏行业的快速发展促使企业对具有光伏专业知识的人才需求量大增[2-4]。但是随着欧美各国对我国光伏行业采取反倾销、反补贴调查等一系列措施,使得我国光伏行业发展受挫。在这样背景下,光伏企业必须进行产业结构升级才能在光伏行业中争得一席之地。而薄膜光伏技术由于具有材料消耗少、成本低、发电效率较高的优点,成为光伏行业发展的大势所趋[5-6]。因此,具有薄膜太阳能电池技术知识的人才在光伏行业中具有很大发展潜力。基于此,常熟理工学院光伏科技学院开设了《薄膜太阳能技术》课程,为培养高素质应用型光伏人才奠定基础。

二、对薄膜太阳能技术课程的探讨

(一)薄膜太阳能技术课程的教学目的。

通过本课程学习,学生了解薄膜太阳能电池的发展历史、产业现状及发展方向,熟悉常见的薄膜太阳能电池类型,通过与传统晶体硅太阳能电池对比掌握各种薄膜太阳能电池的发电原理、制备工艺及提高电池性能的关键因素。使学生对薄膜太阳能技术有较全面、系统的认识,为今后从事薄膜太阳能电池相关工作打下重要基础。

(二)薄膜太阳能技术课程的基本内容。

薄膜太阳能电池,简单从字面理解即将传统太阳能电池薄膜化。然而在将太阳能电池薄膜化过程中,会有很多诸如如何在很薄情况下保证吸收层对入射光的充分吸收、如何减少不必要的光生载流子传输损失等物理问题,这些问题将对薄膜太阳能电池的性能产生很大影响。需要本课程与《半导体物理》、《固体物理》等课程紧密结合,内容上要做好相互衔接。同时,根据培养应用型人才的目标,还应使学生对薄膜太阳能电池的制备工艺、制备过程中应注意的问题及电池工艺的改进有深入了解。因此,本课程应涉及以下几方面教学内容。

1.薄膜太阳能电池及薄膜材料

介绍与传统晶体硅太阳能电池相比薄膜太阳能电池的特点及适合做薄膜太阳能电池吸收层、发射极的薄膜材料须具备的光、电性能。

2.晶硅薄膜太阳能技术

介绍外延晶硅薄膜太阳能电池、异质衬底晶硅薄膜太阳能电池及多晶硅薄膜太阳能电池的特点及制备工艺。

3.微晶硅薄膜太阳能电池

介绍微晶硅薄膜制备技术、薄膜的微结构特征、光电性能及电池结构特点。

4.非晶硅薄膜太阳能电池

介绍非晶硅薄膜的太阳能电池的发展历史、薄膜微结构、非晶硅薄膜单节及叠层太阳能电池结构和设计原则,最后概述目前非晶硅薄膜太阳能电池产业化生产情况。

5.铜铟镓硒薄膜太阳能电池

介绍铜铟镓硒薄膜电池的特点、制备工艺、产业化生产概况及发展方向。

6.碲化镉薄膜太阳能电池

介绍碲化镉薄膜的光电特性、电池结构、电池制备及处理工艺。

这几部分内容中,第一部分是与薄膜太阳能电池相关的理论基础,是学生学习后面知识的前提;晶硅薄膜太阳能电池中的三种太阳能电池主要根据薄膜的衬底类型、加工工艺进行区分,制备的薄膜均属于广义多晶硅薄膜太阳能电池范畴。需要学生对这几种薄膜太阳能电池进行区分并掌握不同种类太阳能电池的制备工艺要求;微晶硅薄膜太阳能电池是目前最有发展前景的薄膜太阳能电池技术之一,需要学生重点掌握微晶硅薄膜的能带结构、光电性能及这种电池器件结构的特点及关键制备工艺;非晶硅薄膜是目前产业化生产最成熟的一种薄膜太阳能电池,因此本部分内容与产业化生产最密切,需要学生重点掌握非晶硅薄膜的微结构、光电性能尤其是光致衰减效应、电池结构及制备工艺参数对薄膜性能的影响规律;而铜铟镓硒薄膜太阳能电池是另一种已成功实现产业化生产的薄膜太阳能电池,目前国内也已经有企业着手发展这种薄膜太阳能电池,需要学生掌握铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备工艺、异质结结构特点等内容;碲化镉薄膜太阳能电池是一种比较有潜力的薄膜太阳能电池,在一些特殊领域有一定的应用前景,需要学生了解其电池结构及制备工艺。

三、薄膜太阳能电池技术教学实施建议

通过对以上教学目的及教学内容的分析可知,薄膜太阳能技术是一门与实际结合紧密、实践性较强的工科课程。本课程的教学和学习效果强弱直接决定培养目标能否顺利实现。因此,实际教学过程中充分调动学生学习积极性和主观能动性,利用课堂教学引导学生独立思考,多方位、多层次培养学生的思维方式,使学生在具备扎实理论基础知识上培养其实验操作技能,提高理论与实际相结合的能力,成为具有一定创新能力的应用型人才。对于这门课程的教学,我们可以从以下三方面进行教学改革。

(一)教学方法上,根据本课程的特点采用案例式、讨论式教学,强化课堂小组讨论。

上课过程中,理论知识比较抽象,学生理解起来有一定困难。可以在讲解基本理论知识的同时,将理论知识和生活中的具体事例联系起来,促进学生对基础理论知识的理解,激发学生的学习兴趣。讲解具体薄膜太阳能电池制备过程时可以找一些相应视频、图片资料,以直观形式展现具体的制备流程,增进学生对电池制备流程的理解。同时,积极开展讨论式教学,将学生分成若干小组,给每个小组同学布置一个题目,组内同学通过调研完成该题目并以PPT形式讲解给其他同学,最后教师对各小组结果进行总结,这样可以有效激发同学们的求知欲。

(二)加强实践教学,提高学生的实际操作能力和创新能力。

《薄膜太阳能技术》是一门与实践结合紧密、着重培养学生对课堂知识进行实际应用能力的课程。在薄膜太阳能技术教学过程中积极开展实践教学有利于学生对理论知识的理解,提高学生的实际动手能力。在实验教学过程中适当调节验证性实验和研究性实验的比例,充分发挥学生的主观能动性。同时可以让从事薄膜太阳能电池相关研究的教师参与实验教学,以科研反哺教学,提高学生的创新实践能力。此外可以设置一些开放性实验,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识,使学生掌握考虑问题、解决问题的方法。

(三)改进课程的考核方式。

本课程学生成绩由平时成绩、实验成绩和期末成绩三部分组成。如前所述,《薄膜太阳能技术》是一门与实践结合紧密的课程,在坚持理论教学与实践教学并重的基础上,根据培养应用型人才的目标,应适当提高实验成绩在总成绩中所占的比重。本课程考核以百分制记,其中平时成绩和实验成绩各占20%,期末成绩占60%。其中,平时成绩按照平时作业、课堂表现和上课出勤等情况综合评定,实验成绩主要考查学生的实验动手能力和理论知识的实际应用能力。

四、结语

上好《薄膜太阳能技术》这门课需要教师明确该课程的教学目的,根据人才培养目标适当选择教学内容,同时关注薄膜太阳能电池行业的发展动态,使本课程教学与行业的发展很好地对接。教学过程中,应理论与实验并重,并着重培养学生理论结合实践的能力,使学生成为光伏行业具有良好发展潜力的应用型人才。

参考文献:

[1]王永,张渊,刘浩,等.长三角地区高职光伏专业建设研究[J].职业教育研究,2012,2:31-32.

[2]杜鹏,张军芳,郑永春.依据企业岗位及人才需求转变光伏技术专业教学内容[J].学周刊,2014,6:27.

[3]林涛,段春艳,卢东亮,等.以“项目驱动法”为核心的光伏应用技术专业核心课程体系与教学设计[J].新课程,2013,4:2.

[4]张巧杰,白连平,杨秀媛.太阳能光伏发电技术课程改革初探[J].教育教学论坛,2014,49:131-132.

光学薄膜制备技术范文第2篇

关键词 薄膜 增亮膜 偏光片

中图分类号:TN141.9 文献标识码:A

近年来,薄膜技术与材料学科的密切结合,使得薄膜技术对新功能材料的需求大增,同时也带动了光学薄膜产品的种类、数量等迅速增加。从精密机械、生物化工设备到人们日常生活中的数码产品,例如电子辞典、台式机、笔记本电脑、电子书、平板电脑、手机等产品,光学镀膜无所不在。尤其是液晶显示器件(LCD)由于自身具有重量轻、外形薄、辐射小及功能耗低等优点已广泛地用于便携式笔记本电脑、移动电话PC机的监视器及彩电、儿童玩具等消费类产品,LCD在成为显示器市场最为活跃、很有发展前途的显示器件的同时,市场对于其上游关键材料类似光学薄膜的需求量也大大增加。

在整个液晶面板的生产成本中,光学薄膜所占的比例达到80%以上,可见光学薄膜的重要性。光学薄膜的类型很多,按照用途、光学/电学特点等可以分为:金属/全电介质反射膜、偏光膜、增透膜、增反膜等等,而在制作液晶显示器时,其关键材料除了玻璃基板以外,就是增亮膜、背光模块薄膜、彩色滤光片、偏光片等。下面就这几种薄膜在液晶显示中的应用简单分析:

1 增亮膜

增亮膜包括棱镜膜和反射型偏光增亮膜。其工业生产大部分被美国的3M公司占有,该公司生产的棱镜片和反射式偏光增亮膜几乎垄断全球增亮膜的市场。棱镜膜/片是利用微棱镜技术制成的光学薄膜,对LED光源发出的光线予以导正,从而改善整个背光系统发光效率。多功能棱镜膜则是更高层次的薄膜产品,具有优化棱镜膜和扩散片的作用,比一般的棱镜膜有着更高的发光效率。

反射型偏光增亮膜一般被安装在背光源和LCD下偏光片之间,它是利用几种不同介质折射率的材料制成的多层薄膜。光波中的P分量可以直接通过反射偏光片,而大部分的S分量会被其反射回背光源,根据布儒斯特定律,在经过背光源中的无数层材料后,两个分量变成全偏振光后从背光源中出射,可循环使用。因此,反射型偏光增亮膜其实是利用原先被系统偏振片吸收的50%光线来增加亮度,并且是全方位、全视角的增亮。与棱镜膜相比,反射型偏光增亮膜的增亮方式要好的多,不受方位的限制,因此它比棱镜膜更广泛应用于LCD TV这类对亮度要求很高的大尺寸产品。

与未使用增亮膜的系统结构比较,此结构可获得约130%的正视亮度增益。这意味着在同样品质画面时,将大大降低LCD功耗;或在不增加LCD功耗的情况下,能够获得更亮、更美、更清晰的画面。

2 背光模块用薄膜

背光模块提供显示屏面板光源,主要由冷阴极管、棱镜片、导光板等组成。其结构分为侧光式和直下式两种,侧光式应用于笔记本电脑,直下式则应用在LCD显示器。背光模块在薄膜晶体管液晶显示器(TFT)面板材料成本中占17%,是面板主要零组件之一。原料占背光模块90%的成本,关键材料掌握在日本、美国少数厂商手里,背光模块厂商获利空间约占10%。以15英寸TFT面板成本结构来看,背光模块占17%,为面板主要零组件之一,占成本比重仅次于彩色滤光片,故在TFT面板价格成本中,背光模块势必成为面板厂商极力要求降价的部件之一。由于原材料成本占背光模块成本的90%,利润只能摊到10%的组装及其它费用上,这样的成本结构,再加上来自面板厂商的价格挤压,在背光模块厂商数目较多的竞争状况下,薄利多销几乎成为业界通则。

目前平板电视正在朝着薄型化的方向发展,正逐步走向壁挂,这也是个大趋势。比如液晶电视,背光模块是决定液晶电视厚度关键因素之一,另一个是电源电路板。这两部分几乎占据着液晶电视的大部分厚度。若能将这两者的厚度大大减小,就能使液晶电视真正实现超薄化。背光模块是其中最为重要的,因为电源电路板只占到电视面积的一小部分,而背光模块则不同。它的尺寸和屏幕的面积大体相同,即只有当背光模块实现薄型化,液晶电视才能实现超薄化。

3 彩色滤光片

滤光片是在光学玻璃或其他光学材料上加入某种特别的染料制成,可以精确选择要通过的小范围波段光波,而将无需通过波段的光波反射掉。之所以能够制成不同颜色的滤光片,是因为加了染料以后,其分子结构和介质折射率发生了变化。彩色滤光片由像素和晶体管组成,依据三基色发光原理,每个像素又由红、绿、蓝三个子像素组成,每一个子像素就是一个单色滤光镜。由面板内的背光模组提供光源,再搭配驱动IC与液晶控制,形成灰阶显示,将光源穿过彩色滤光片的光阻彩色层,形成彩色画面。目前市场上的的电子书,都是灰阶,若要变成彩色电子书,最有效的方式就是加上彩色滤光片。

4 偏光片

偏振光片是液晶显示器成像的关键。它是将聚乙烯醇(PVA)拉伸膜和醋酸纤维素膜(TAC)经过多次复合、拉伸、涂布等工艺制成的一种复合材料,其作用是使不具备偏极性的自然光产生偏极化,成为偏极光,再由液晶分子的扭转特性,就可以判断光线是否可以能通过并实现控制,这样不仅提高的面板的透光率,也扩大了视野范围,达到防眩晕的效果,同时可以实现液晶显示高亮度、高对比度等优点。所有的液晶面板都是由前后两片偏振光片紧贴在液晶玻璃,组成总厚度为1mm左右的液晶片。如果少了任何一张偏光片,液晶片都无法显示图像。偏光片约占TFT-LCD面板成本的10%左右。由于其生产技术汇集了高分子材料、微电子、光电子、薄膜、高纯化学及计算机控制等多种技术,因此偏光片具有较高的技术含量。同时,偏光片也是比较“娇气”的产品,其外观性能和光学性能以及耐久性都比较容易受到影响,而导致其表面出现凹点、黑点或边缘翘起等不良的现象,故需仔细保管和小心使用。

5 结论

目前各种平面显示技术之间的竞争相当激烈,尤其液晶显示和等离子显示之间的竞争十分激烈。从现状看来,液晶显示略占优势。而等离子显示利用优质的色彩能力来平衡价格所带来的弱势条件,例如,在动态影像表现方面比液晶显示更消耗电。即使是背投与等离子电视最擅长的大画面领域,就影像细致度、明亮环境下的辨视性、消耗电力而言,未来液晶显示仍旧扮演着关键性角色。如果期望液晶显示器能够立于不败地位,那么就必须通过原材料的开发、生产方法的改善等方式开发出具有高耐久性的材料。

参考文献

[1] 舒朝濂.现代光学制造技术.北京:国防工业出版社,2008.8.

[2] 王之江,顾培森.实用光学技术手册.北京:机械工业出版社,2007.1.

[3] 蔡立,耿素杰,付秀华.光学零件加工技术.北京:兵器工业出版社,2006.

[4] D.F.霍恩.光学生产工艺.北京:科学出版社,1984.5.

[5] 王策.料材质性薄膜的设计和制备.合肥工业大学,2008.

[6] 葛春桥,薛亦渝,夏志林.AZO透明导电薄膜的制备技术、光电特性及应用.真空电子技术,2004(6).

[7] 潘永强,卢进军,万菁昱.光学塑料真空镀膜附着力机理与工艺研究.应用光学,2003(3).

光学薄膜制备技术范文第3篇

关键词:氧化锌薄膜 p型掺杂 光学 电学 性质

中图分类号:TN304 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(b)-0098-01

1 氧化锌薄膜的p型掺杂及光学和电学实验

1.1 实验所需测量仪器

以Kratos公司生产的分析仪器进行XPS测量;能量为1486.6eV的Al Ka射线阳极功率为225W的激光光源;束缚能采取碳氢化合物Cls的284.8eV峰作为能量校正;XRD测试采取DMAX2400型X射线衍射谱;测角仪设置,防散狭缝及发散狭缝均为1°,接收狭缝为0.30 mm;扫描速度为4°/min,扫描范围在20°~80°之间;使用SMS1000型霍尔测量仪进行掺杂活性原子N的ZnO薄膜Hall测量;使用F-2500型光谱仪进行吸收光谱及光致发光光谱测量;PL谱测量条件设定:扫描速度为300 nm/min;激光光源波长为320.0 nm,光源狭缝为20.0 nm,接收光谱狭缝设定为20.0 nm;PNT电压设定为400 V。

1.2 实验过程

利用CVD技术,制备掺氮ZnO薄膜,使用二水合醋酸锌为前驱,氮源采取醋酸铵,将二水合醋酸锌温度控制为250 ℃,醋酸铵温度控制在120 ℃;根据不同的测试目的,生产ZnO薄膜衬底材料分别选择使用硅片、普通玻片、石英玻片及ITO导电玻璃;将氧气流量设定为10 ml/min;通过系统内温度及压强,对产物炉内产物进行控制,中心温区温度控制在400 ℃~500 ℃范围内,升温及保温时间分别为60 min与30 min,压强设定为0.1~2.0 kPa;在实验反应结束后,系统在氧气中自然冷却到室温温度。实验设置情况如图1。

在ITO导电玻璃中生长出ZnO p-n结器件,使用电解法或烯酸将导电玻璃表面存在的ITO材料涂层进行腐蚀,形成绝缘区域;在导电玻璃上按照一定次序,覆盖生成一层P型ZnO薄膜及n型ZnO薄膜;使用真空蒸发镀膜法镀铝电极。

2 实验结果及分析

2.1 XPS测量结果分析

将反应炉内从高温区到低温区固体粉末样本设定为待测样品D1、D2、D3、D4。其中D1、D2属于中心高温区500 ℃环境中,D3、D4则属于低温区200 ℃环境中。测试元素分别为锌原子、氧原子、碳原子及氮原子。XPS测量结果如图2。

研究上图数据,可以获得样品D1、D2中所含有的氮原子含量明显高于D3、D4样品中含氮原子含量,这种现象表明,系统中发生了含有氮元素的ZnO反应;在高温区发生ZnO反应要比低温区发生的反应较为强烈。

通过研究样品的XPS图谱,根据样品结合能峰进行推断,可以获取样品D1、D2中可能生产掺氮氧化锌化合物,而在D3、D4样品中,含有大量的氧原子及碳原子,氮原子含量极低,从而表明,在高温区范围内形成掺氮的p-ZnO可能性较大。

2.2 XRD测量结果分析

通过分析在不同衬底与不同温度下ZnO薄膜XRD谱特征,采取对比方法发现,玻璃衬底在440 ℃温度下生成的薄膜结晶好于在420 ℃温度下生产的薄膜结晶,并在晶相中,优先生长方向十分明显。硅片衬底本身具备平整度好、耐高温等特点,硅片衬底生长ZnO薄膜结晶好于玻璃衬底。通过研究X射线衍射谱及X射线光电子能图谱,发现被激活的掺氮p-ZnO薄膜光学及电学性质发生改变。

2.3 霍尔效应测量分析

对掺氮p-ZnO薄膜进行霍尔效应测量,衬底选择为玻璃衬底,通过霍尔效应测量后获得数据,表明ZnO材料呈p型导电特质,且在ZnO薄膜中载流子浓度较高,证明掺氮ZnO薄膜中生长本征的n型ZnO,最终可以实现ZnO同质p-n结器件结构。

2.4 ZnO薄膜光致发光光谱分析

掺氮ZnO薄膜光致发光光谱如图3。

通过研究掺氮ZnO薄膜光致发光光谱可以发现,氧化锌薄膜材料的PL谱没有在绿光波长范围内出现峰值,在390 nm位置出现与ZnO本征发光相对应激发峰,由此,可以判断出ZnO样品具备良好的光致发光性能。

2.5 掺氮ZnO薄膜p-n结电学特性测试分析

制备出ZnO p-n结后,进行伏安特性测试,并将测量数据中电流值更换为电流密度值,并获得掺氮ZnO薄膜p-n结的伏安特性曲线。通过曲线研究,证明掺氮ZnO薄膜p-n结电学性能优越,抗击穿性能较强。

3 结语

在本文中,采取CVD技术制备了ZnO同质p-n结及p-ZnO薄膜,通过霍尔效应测量,证明了p-ZnO薄膜的p型导电特性,通过ZnO同质p-n接器件伏安特性曲线研究,证明了ZnO同质p-n结具备可实现性,可以为以后短波长光电器件实用化提高理论依据,p-ZnO具有很好的潜在应用价值,相信随着研究的深入,ZnO光电器件会在不久的将来实现及广泛应用。

参考文献

[1] 孙利杰.ZnO薄膜的掺杂和光电性质研究[D].中国科学技术大学,2010.

光学薄膜制备技术范文第4篇

重视研发团队建设 提升核心竞争力

欧菲光的研发技术团队多年从事精密光电薄膜元器件的开发与生产,对于精密光电薄膜的核心工艺技术有着深刻的理解和掌握。公司董事长蔡荣军是中国光学学会薄膜专业委员会委员,是业内具有广泛声誉的专家,拥有与全球业内一流专家进行技术交流的平台和渠道。公司一直高度重视研发工作投入,近年来研发投入占营业收入比例达5.62%。公司研发成果丰硕,其中成功开发并能够工业化量产的精密光电薄膜元器件产品包括红外截止滤光片、纯平电阻式触摸屏、光学低通滤波器、光纤头镀膜、保护玻璃、激光光学读取头光学薄膜元件、分光棱镜等。公司依托在镀膜技术、材料工艺及精密加工技术等方面的专有技术能力及研发攻关能力,先后攻克了多个技术难关,成为我国较早掌握了纯平电阻式触摸屏生产核心技术并形成规模化生产能力的厂商,体现了公司雄厚的研发能力和技术实力,有效地提升了核心竞争能力。

高效生产系统 铸就一流产品

欧菲光公司以精干的生产管理团队为基础,以现代生产管理理论为指导,持续改进生产管理水平,建立了灵活高效的生产系统,更好地适应了公司“以销定产”的生产模式,能够配合高端客户的实时订单要求迅速组织生产,实现供货,为公司维护高端客户群建立了良好的基础。公司建立了较为完善的质量管理系统,在各个环节实现对产品品质的全方位控制。在采购环节,公司在全球范围内选择供应商,制定了严格的供应商认证制度,采购高品质的原材料。公司的光学玻璃、膜材、ITO导电薄膜等原材料来自德国、日本、韩国等多个国家。在研发环节,公司研发产品时即采用最先进、最有利于产品品质稳定的生产工艺。在生产环节,公司采取流程控制与节点控制结合的质量控制技术,严格控制产品质量水平,达到国际一流水平。公司产品直接的或者通过大立光电、伟创力集团、ST意法半导体等国际主流组件厂商间接的,供货给诺基亚、索尼爱立信、靡托罗拉、中兴通讯、天宇朗通等国内外知名品牌手机厂商和索尼、奥林巴斯等国际知名消费类电子产品生产厂商。

价格优势显著 保证客户资源

光学薄膜制备技术范文第5篇

关键词:磁控溅射 TiO2 薄膜 椭偏技术 光学性能

薄膜材料是一种物质形态,其膜材十分广泛,单质元素、化合物或复合物、无机材料或有机材料均可制作成薄膜。薄膜材料与块状物质一样,可以是非晶态、多晶态或单晶态。从薄膜的厚度看,已有厚度仅为几纳米到一微米的超薄膜制品。 纳米薄膜在许多领域的广泛应用归功于其特异于普通薄膜的光学、电学等性质。 自 70 年代以来,薄膜技术得到了突飞猛进的发展,无论在学术上还是在实际应 用中都取得了丰硕的成果。薄膜技术和薄膜材料的发展涉及到几乎所有的前沿学 科,它的应用与推广又反渗透到各个学科以及应用技术中,如电子、计算机、磁 记录[1]、信息、传感器[2]、能源、机械[3]、光学[4]、航空航天、核工业、化工、 生物[5]、医学等,现己成为当代真空技术和材料科学中最活跃的研究领域,所制 备的各种类型的新材料,新结构、新功能的薄膜,对材料的研究和使用都起到了巨大的推动作用。

纳米 Ti02 薄膜是一种常见的功能薄膜,具有如下特殊的性质:

(1)光学特性

氧化钛(Ti02)薄膜具有优良的透光性、高折射率和良好的化学稳定性,并且折射率可随制备工艺变化,是非常重要的光学膜,已被广泛地应用于抗反射涂层、干涉滤波片、电致变色窗和薄膜光波导等。而且因为半导体纳米粒子的尺寸与物理的特征量相差不多,如纳米粒子的粒径与波尔半径或德布罗意波长相当时,纳米粒子的量子尺寸效应就十分显著。另外,纳米粒子拥有很大的比表面积,又相当一部分的原子处于颗粒表面,处于表面态的原子、电子与处于内部的原子、电子有很大的区别。量子尺寸效应和表面效应对纳米半导体粒子的光学特性有很大的影响,并使之产生一些新的光学性质,如宽频带吸收。纳米 Ti02 对紫外光有 强吸收作用,而微米级的 Ti02 对紫外光几乎不吸收,这主要是因为纳米二氧化钛的半导体性质,即在紫外光的照射下,电子被激发,由价带向导带跃迁引起的。

(2)光催化特性

Ueda 等人较早对半导体的微多相光催化进行了系统的研究。研究表明,Ti02 纳米半导体复合粒子的量子尺寸效应强烈地影响其光催化甲醇脱氢活性。此外, 纳米 Ti02 半导体粒子能够催化体相半导体所不能进行的反应。

(3)光电转换特性

近年来,由纳米半导体粒子构成的多孔大比表面积太阳能电池具有优越的光电转换特性而备受瞩目。Gratzei 等人在 1991 年报道了经三双吡啶合钌染料敏 化的纳米太阳能电池的卓越性能,在模拟太阳光源的照射下,其光电转换性能可 达 12%。由于纳米 Ti02 多孔电极表面吸附的染料分子数是普通电极的 50倍,而且几乎每个染料分子都与 Ti02 分子直接作用,光生载流子的界面电子转移速度 快,因而具有优异的光吸收和光电转换特性[9]。

(4)电学特性

介电和压电是材料的基本特征之一。纳米半导体的介电行为和压电性能与常

规的半导体材料有很大不同,归纳起来是:介电常数随测量频率的减少呈明显的 上升趋势;在低频范围内,纳米半导体材料的介电常数呈现尺寸效应;纳米半导体 可以产生强的压电效应。

二氧化钛薄膜的应用:二氧化钛是一种重要的氧化物陶瓷,也是一种重要的 宽带隙半导体氧化物材料,它有着独特的光学、电学等物理性能及优良的化学稳 定性。在可见光和近红外波段透光性好等许多优良的光学性质,具有高介电常数、 高折射率及良好的电光学效果,还具有优良的介电、压电、气敏、光催化性能, 并能够抵抗介质的电化学腐蚀。该材料价廉无毒和性能稳定,在超薄电容器、红 外窗口材料、光电转换、光催化、非线形光学、光通讯、气(湿)敏传感等微电子 工业、光学器件、传感器、太阳能利用、催化工业和环境保护等科学技术领域里 得到了广泛的研究和应用,吸引了中外广大科技工作者的关注。Ti02 薄膜己成为 一种重要的无机功能材料,在国民经济建设中正发挥着越来越大的作用。

(1)TiO2 薄膜在光电领域的应用有:

作为用于太阳能电池的减反膜,可使光学反射降低 50%左右,相应地使 太阳能电池的输出提高 10%,还用在电致变色显示器、电致变色开关、大型天文 望远镜等;作为紫外线过滤层;可作为高反射膜的膜层使光纤端面的反射性能大大

提高;用于波分复用滤波膜[12]等;在光纤尖上镀 Ti02 膜以提高光纤尖的工作寿命,实验表明这种方法能够有效的提高光纤尖的抗污染能力。

(2)光催化

1972 年,日本的 Fujishima 等人首次发现 Ti02 具有光催化性能,从那时起半 导体光催化受到广泛重视。现在普遍采用悬浮相 Ti02 作光催化剂,这种催化剂存 在易失活、易团聚、难回收等缺点,严重限制了光催化的应用发展。制备负载型 光催化剂是解决这一问题的有效办法。纳米 Ti02 光催化剂的应用主要是基于纳米 氧化钛在紫外光的激发下具有氧化一还原性的基本原理。纳米氧化钛的这一活泼 的性质越来越广泛地应用于人们的日常生活。

(3)太阳能电池与水分解

单晶硅太阳能光电池自 20 世纪 40 年明以来,人们为在光电转换中得到 大量的电能而付出了巨大的努力。1991 年,Gratzel 等报道了染料敏化 Ti02 纳米 薄膜太阳能光电池,光电转换效率达 10%以上。由于这种光电池使用了液相电解 质,使得制造极不方便,而且整个装置的稳定性也不好,因而转向固相电解质光 电池的研究。将 Ti02 用于光催化分解水,产生氢气和氧气,可提供无污染的、高效的、无害的清洁能源。

参考文献:

光学薄膜制备技术范文第6篇

一、CIGS薄膜太阳能技术的基本情况

1. 太阳能电池的分类

按结晶状态:可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式两大类,而前者又分为单结晶形和多结晶形。

按材料:可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形。

按所用材料:可分为硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池,其中硅太阳能电池是目前发展最成熟,并在应用中占主导地位。

2. CIGS 薄膜太阳能电池的基本情况

CIGS薄膜电池,是多元化合物半导体中最具代表性的光伏器件。 CIGS太阳能电池具有性能稳定、抗辐射能力强、生产成本低廉、环保高效等特点,可能成为下一代的商品化的薄膜太阳电池。早在1974年,国外科学家研制出了光电转换效率高达12%的铜铟硒太阳电池,这是CIGS 太阳电池的早期雏形。由于在早期研究中CIGS太阳电池表现了优异光电特性, 一些技术发达的国家对CIGS薄膜太阳能电池非常重视,投入巨资进行研究和开发,尤其日本、美国、德国的研究水平处于世界领先地位。在我国,CIGS太阳能薄膜电池项目在2000年正式被列入国家“863”计划,并于近期在南开、浙江、清华大学全面完成课题的中期验收各项指标。

3.CIGS项目的技术难点

成熟的晶体硅光电转化率为22%,多晶硅转化率为15%,非晶硅转化率为5%-8%,目前世界主要的CIGS薄膜太阳能电池生产商的转化率平均在11.7%-13%之间,实验室最高转化率可达19.5%。

CIGS薄膜是多元化合物半导体,原子配对以及晶格匹配性依赖于制作过程中对主要半导体工艺参数的精密控制,工艺的重复性差,高效电池的成品率低,也无法预测CIGS性能和器件性能的关系。CIGS太阳能电池具有敏感的元素配比和复杂的多层结构,CIGS膜与Mo衬底间较差的附着性也是成品率低的重要因素。 因此,其工艺和制备条件的要求极为苛刻,产业化进程十分缓慢。

除此之外,CIGS薄膜光伏技术的广泛运用还须解决如下技术关键:1)如何保证薄膜的均匀性并制得1cm或更薄的吸收层薄膜;2)选择合适的沉积CIGS薄膜的技术路线;3)提高组件的效率;4)解决柔性CIGS组建的防潮问题。

二、CIGS薄膜太阳能电池市场情况分析

1.整体行业情况

CIGS太阳能电池光电转换效率接近于晶体硅, 生产成本却只有其三分之一。当前全球大环境恶劣,传统硅晶太阳能电池厂面临售价跌破成本压力。在投资环境尚未明朗的情况下,各国风投逆市转投新型薄膜太阳能行业,在我国CIGS太阳能电池已成为光伏领域新的投资热点。据预测,未来几年CIGS薄膜太阳能电池的销量将会迅速增长,预计到2015年,CIGS将占薄膜太阳能电池市场的43.3%,从地面阳光发电到空间微小卫星动力电源都将具有广阔的市场前景。

在晶体硅太阳能电池价格不断上涨的背景下,很多公司投入巨资推动CIGS产业化。目前全球有超过30家公司置身CIGS产业,其中主要为德国的Wurth Solar,美国的Global Solar、日本本田、日本昭和壳牌、德国的Sulfurcell、美国的Daystar、美国Ascent 以及美国的Miasole 8家公司。这些公司分别采用不同的吸收层沉积工艺,但是在所有技术路线中, 不论吸收层是采用共蒸发法还是两步法( 如溅射后硒化) 制备, 均采用溅射法制备Mo 底电极以及溅射或化学气相沉积法制备ZnO薄膜。2007年,8家公司年产量为1~20 MW,总产量为42MW,预计到2010年的其产量将达到917 MW。(见表)

2. 我国CIGS太阳能电池领域研究及产业化状况

据2009年《科技信息》报报道,由南开大学、天津保税区投资公司等合作建设的国家863项目CIGS中试基地成功研制出有效面积804平方厘米,转化率为7%CIGS太阳能电池板,并且自主研发了一系列薄膜沉积设备,攻克多项技术难关,建立了具有国际水准的试验平台,并在国内首次完成了全套工艺流程的贯通。

日前,国内决大多数已建和在建CIGS生产项目均需采用国外的先进设备。2008年2月,山东孚日光伏科技有限公司宣布向德国Johanna公司购入两条CIGS电池生产线,每条生产线计划能产为30MW,设备总价约为11175万欧元,设备于2009年11月11日运抵,即将全面调试运行。目前,包括广州、锦州、攀枝花等国内十几个城市先后拟定上马同类项目。

3.国家相关扶持政策

国家财政部于2009年4月16日下发了《太阳能光电建筑应用示范项目申报指南》,明确支持太阳能光电建筑一体化安装且发电主要用于解决建筑用能的项目。政策扶持的对象可为项目业主单位或光电一体化产品中标企业,实行如下财政补贴:建材型、构件型光电建筑一体化项目,补贴标准不超过20元/瓦;对于与屋顶、墙面结合安装型光电建筑一体化项目,补贴标准不超过15元/瓦;具体标准将根据项目增量成本、建筑结合程度确定。《指南》的下发大大实惠了国内致力于光电建筑一体化的太阳能电池生产厂商,而尤为薄膜太阳能电池的生产厂商首当其冲。

4. 产业化道路上的主要障碍

(1) 设备购置成本问题

虽然CIGS薄膜电池的生产成本较低,但是由于核心技术掌握在国外公司手中,设备购置成本较高。据长城证券能源行业分析师周涛分析:薄膜太阳能的前期投资非常高昂,其生产设备几乎为晶体电池设备投资额的10倍。四川攀枝花太阳能项目投资1.5亿美金建设共计100MW的薄膜太阳能电池生产线,而同期建设的30MW单晶硅电池组建生产线项目投资仅为1000万元人民币。

(2)生产原材料价格问题

原料价格直接影响生产成本。近年来,多晶硅系列电池得到了广泛运用,大量的需求造成了国际市场上晶体硅原料价格大涨近10倍,08年国内价格已超过2400元/kg。我国虽然是硅原料产销大国,但是由于定价权长期被国外金融资本所控制,原料供应价格得不到保障。

CIGS薄膜材料中所含稀缺元素铟在我国有丰富的储存量,但是由于国内现在并没有建立对铟原料的大宗商品交易规则,因此存在与硅原料价格类似被国外金融资本操纵的情况。

三、当前国内主要CIGS项目情况

当前国内主要已建、在建CIGS项目如下:

1. 广州太阳能电池项目

2009年,广州市与耀飞国际有限公司和广东信宇投资有限公司签约,拟投资5亿美元建设4条25MW的CIGS生产线。

2. 山东孚日集团项目

孚日光伏拟向德国 Johanna Solar Solutions GmbH 公司采购生产线两条,每条设计产能为30MW,两条共 60MW,设备总价约为 11175 万欧元。

3. 苏州高赛项目

苏州高赛太阳能技术有限公司拟于2010年正式投产一条25MW生产线,预计年销售额达3000万美元。

4.爱瑞安锦州项目

2009年,锦州与美国ARION集团、台湾金色能源太阳能有限公司签订了合作协议,投资30亿元人民币建设200兆瓦生产规模。

5. 威海中玻项目

威海中玻光电有限公司与台湾威奈联合科技公司、台湾美联能源科技股份有限公司签订合作协议,计划投资6亿美元,拟建一条25兆瓦的生产线,并拟于三年内将达250兆瓦产能。

6. 福建创辉光电项目

创辉光电科技有限公司计划投资6000万美元,用地300亩,达产后可实现年产值12亿元。

7.广西尚科光伏项目

项目计划总投资11.5亿元,建成300MW多晶硅及70MWCIGS薄膜电池的生产能力,年销售额达到60亿元以上,利税5亿元。其中一期工程总投资2亿元,年产值16亿元。

8. 山西宏光伏项目

项目总投资8.08亿元,2009-2011年实现生产能力180MW;2011-2013年设计总产能达到300MW,规划2015再上300MW产能。

9.河南燕垣光伏能源项目

项目于2009年5月开工建设,计划三年内投资7.8亿元,完成项目一期工程,建成60MW生产能力。

10.攀枝花太阳能项目

中国汇通担保有限公司、台湾威奈科技股份有限公司计划联合投资1.5亿美元。一期投资7500万美元建设年产50MWCIGS薄膜太阳能生产线,二期投入7500万美元再建一条50MWCIGS薄膜太阳能电池生产线,并建成10MW光伏发电站。

11. 本溪项目

威奈公司与本溪市委市政府达成一致,投资额4.8亿元人民币建设CIGS太阳能模块生产企业; 同时威奈公司投资额3亿元人民币独资建设年产能250兆瓦CIGS薄膜生产企业 。

12.天津项目

项目规模为200MW,注册资金2000万美元,预计2010年6月份投产。

13.扬州力铼光

项目一期总投资9800万美元,预计2010年建成一条年产30MW生产线。2011年计划再建一条生产线年产30MW生产线。

参考文献:

[1]马光耀 康志君 谢元锋:铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究进展及发展前景.金属功能材料. [J].2009,16(5):46-49

[2]唐逾: 我国成功研制出铜铟镓硒太阳能电池组件. [J].2009,6(1)

光学薄膜制备技术范文第7篇

关键词 太阳能;太阳能薄膜电池;技术革新

中图分类号 TK51 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2016)160-0138-02

1 太阳能的优势

太阳能具有其它能源都无法比拟的优点。首先是太阳光的覆盖范围广,不受地域的限制,矿产被开采或核能的能量产生后,必须要有运输的过程,而太阳能则不同,可以现场采集现场使用。其次,太阳能的开发使用潜力大,矿产的开采总是有限度的,但太阳能却几乎可以说是取之不尽,用之不竭的,只要太阳继续向地球辐射能量,那我们就可以一直利用太阳能。

再者,太阳能属于清洁能源,对环境没有任何危害,但在各种矿产的开采和使用过程中,无论是对人体的伤害还是对环境的污染作用都是巨大且不可避免的;对于核能,也存在很大的核污染隐患,核废料和核泄漏都是很严重的问题。在国内,雾霾时时触动着人们的神经,各种河流海洋的污染问题也层出不穷,环境保护更加得到人们的重视,这种情况下,清洁无污染的太阳能就更显得难能可贵。将来太阳能可以更好的工业化推广后,相信即使其成本会稍高,也必定会更加受国家、社会和消费者的青睐。因此,在应用太阳能已经得到越来越多的重视的同时,如何高效环保的利用太阳能就成了至关重要的问题。

2 太阳能电池大规模应用的瓶颈

若想有效的利用太阳能,就必须要用到太阳能电池。在太阳光的照射下,太阳能电池可以瞬间输出电压并产生电流,通过光电效应或光化学效应将太阳能转换成电能。

对于太阳能电池,主要有2方面问题阻碍了其大规模应用,一是成本,二是光电转换的效率。目前,虽然一部分太阳能电池的成本较低,但其光电转换效率非常不理想;另一部分太阳能电池虽然光电转换效率稍好,技术也较为成熟,但由于成本太高,难以被大规模推广。因而,从这两个方面解决太阳能电池本身的问题,才有可能进一步的对太阳能进行推广。

利用太阳能电池时,除了上面提到的太阳能电池本身的技术性问题,还会遇到一些外界环境的不利因素。如辐射至地球的太阳能的总能量虽然比较巨大,但这种能量却是比较分散的,这就导致了太阳能收集的不易。再者,即使在同一地点,不同时间被辐射到的太阳能总量也是不稳定的,要受季节、昼夜、天气等因素的影响。因此,虽然太阳能有诸多优点,且太阳能电池具备了一定的光电转换率,但太阳能电池的大规模推广应用仍任重而道远。

3 太阳能薄膜电池的优点

在各种太阳能电池中,硅太阳能电池的发展和应用相对要成熟一些,目前属于在应用中相对多的太阳能电池。硅太阳能电池的缺点是当温度升高时,它的光电转换率会降低;但是金属氧化物的太阳能电池则不同,当温度升高时,金属氧化物太阳能电池的光电转换率也会升高。同时,金属氧化物的成本比硅低,且来源较广阔,这使得金属氧化物有更广阔的应用潜力。在太阳能电池中,金属氧化物是作用机理是首先将光子转化成电子,然后通过电子将水解离成氧气和氢气。

更轻更薄、光电转换效率更高是太阳能电池的发展趋势,特别是对于应用在航空航天设备上的太阳能电池,对于太阳能电池的性能有着更严苛的要求。在太阳能电池中,太阳能薄膜电池有质量轻、厚度极薄、可弯曲的优点。在航天航空设备上利用太阳能电池时,选择太阳能薄膜电池有更多的优势,首先,薄膜电池的重量轻厚度薄,可以为飞行器节约更多的动力;其次,薄膜电池的可弯曲特性使其除了具有较好的强度外,还具备了更好的弯曲强度和韧性,这更有利于将薄膜电池包覆在飞行器上,从而可以更有效的采集太阳光。目前,太阳能薄膜电池的主要材质有铜铟镓硒、非晶体硅、碲化镉等。

4 太阳能薄膜电池的制造技术革新

要制备出更轻更薄、光电转换率更高的太阳能薄膜电池,除了电池本身材质的研究,薄膜电池制造技术的革新也是研究的一大重点。对于相同的材料,不同的制造技术也会导致其性能的差异,因此,选择更科学的太阳能薄膜电池加工制造方法,对更优性能的太阳能薄膜电池研究是非常有益的。

制造技术通常可被分为减法制造、等法制造和加法制造,减法制造无疑是最为人所知的形式,比如切削加工。等法制造一般是指在几乎不改变材料本身质量的情况下,通过技术手段改变其形状或内部结构,以得到理想的性能。加法制造是在制造的过程中,采取加量的方式,对单一零件进行制造,这是一种具有特色的新型制造方法。对于太阳能薄膜电池制造技术,应该更综合的考虑这3种方法,通过综合利用这3种制造方法,相信可以得到性能更优异的太阳能薄膜电池。

在本文中,笔者主要对加法制造进行一些介绍,在加法制造中,最著名的就是3D打印技术。3D打印是一种可以快速成型的制造技术,它以电脑中建立的数字模型为基础,通过运用金属粉末或聚合物等材料的逐层固化,用来制造所要得到的产品。这种制造技术与传统的制造技术是截然不同的,传统制造的逻辑是先获取一种材质合理的材料,然后通过模具成型或切削等方式将其加工成想要的结构。这种制造方法不仅步骤复杂,而且不可避免的会浪费许多材料。特别是对于一些价格较高的材料和形状较为特别的部件,如一个曲度较为特别的钛合金扇页,当其被制造成型时,被去除掉的材料质量甚至远远高于剩下的有效部件的质量,这不仅是经济的浪费,也是一种能量的浪费。

而3D打印则克服了这个缺点,在打印伊始,它就会按照既成模型的形状对原材料进行逐层加工,以一层一层打印叠加的方式,完成样品的成型。这种加工方法不仅可以有效节省原材料、节省加工能量,还更适用于制造一些特殊形状的部件,在加工过程中,也可以严格控制部件不同层面的材料属性。

对于太阳能薄膜电池,虽然它的厚度较薄,但它并不是均相材料,特别是在厚度方向,材料分布情况更为复杂,这就使其更适用于3D打印的方法。3D打印不仅可以严格控制产品的厚度,还可以有效控制产品在厚度方向的材料分布。但其中的挑战也是极高的,因为太阳能薄膜电池的厚度极薄,这就要求3D打印时必须可以准确控制材料的厚度,这样才能在太阳能薄膜电池的制造技术革新过程中发挥更大的作用。

参考文献

[1]贺.太阳能的优势[J].建设科技,2006(8):72.

[2]王文采.太阳能电池[J].现代物理知识,2003,15(6):3-5.

光学薄膜制备技术范文第8篇

目前市场上常见的建筑用镀膜玻璃品种目前市场常见的建筑用镀膜玻璃主要有以下几种,热反射镀膜玻璃、Low-E镀膜玻璃、大面积艺术镜用玻璃、纳米自清洁玻璃、低反射镀膜玻璃、高反射镀膜玻璃、单向透视玻璃、IT0导电膜玻璃、热致变色镀膜玻璃、薄膜太阳能光伏电池玻璃等,其中Low-E玻璃因为其良好的低辐射隔热节能效果和成熟的制造技术,成为目前市场上发展最快、应用最广、市场前景最好的镀膜产品。非晶硅薄膜光伏电池玻璃的出现可以实现大面积光伏组件太阳能发电,同时可大大降低光伏电池的成本,若和建筑幕墙、门窗玻璃、采光顶等有效结合,既减少了土地占用面积、安装成本,又可以在幕墙玻璃功能的基础上,大面积使用和推广,对推动建筑光伏生态一体化绿色建筑有着深远的意义。目前光伏薄膜主要以Q-SI基为主的主要有三种:隔碲薄膜、铜铟硒薄膜、铜铟镓硒薄膜。

建筑镀膜玻璃的生产现状目前建筑镀膜玻璃生产企业众多,生产的产品种类和方法众多,质量和规模也参差不齐。据不完全统计,国内利用真空蒸发镀膜或溶胶、凝胶镀膜技术生产镀膜玻璃的小生产企业大约270多家,主要产品是单层热反射膜或民用镜用,主要分布在内地,主要销售对象是农村和乡镇,也有一些用于大中城市小的建筑装潢。利用国产真空磁控镀膜设备和技术生产的企业大约有180多家,设备大多来自北京、秦皇岛、广东等地方,设备装配从20多万到400万~500万不等,工厂规模有大有小,主要产品是磁控热反射镀膜玻璃和艺术装潢用镀膜玻璃,产品质量相比较真空蒸发镀膜和溶胶、凝胶镀膜玻璃要好得多,个别企业生产的热反射镀膜质量和品种可以和进口产品相媲美,比如金色热反射镀膜及磁控艺术镜等。

上世纪80年代后期到90年代中期,随着国内经济的快速发展,曾出现过引进镀膜玻璃生产线热,短短几年先后大约从美国AIRCO公司和德国莱宝两家大的镀膜设备制造商引进20多条生产线,全部采用磁控镀膜技术,真空镀膜室和溅射阴极相对比较少,阴极以平面靶为主,主要产品是高档热反射镀膜玻璃,产品质量较好,为我国建筑幕墙做出了突出贡献。

1998年以后,随着人们对节能环保意识的增强,国家节能环保政策的不断推出,对建筑用玻璃的节能要求越来越高。深圳南玻、上海新比利、上海耀皮先后从国外引进了Low-E镀膜生产线,拉开了我国Low-E镀膜生产的大幕,随着市场和生产企业的不断发展,目前,Low-E生产已成为玻璃深加工企业的核心和目标。

目前,国内大约有离线Low-E镀膜生产线35条,生产能力大约2800万平方米左右,在建或计划上的离线Low-E镀膜线预计在20条左右,预计到2010年国内Low-E镀膜的产能在5000万平方米左右。利用CVD法或PCVD法在线生产Low-E镀膜玻璃的企业目前有3家,年生产能力很大,质量有待于进一步提高。离线Low-E镀膜使用的设备主要可分为4类。一是全套引进国外先进Low-E生产线,二是引进国外关键部件仿照国外设备组装的生产线,三是在原进口热反射生产线的基础上进行改造生产Low-E,四是在消化吸收国内外先进Low-E生产线加工和生产技术的基础上,自主创新制造Low-E生产线。后一类起步虽然比较晚,但是共同的特点是相关研发人员有着多年进口生产线装配、生产和维修经验,可以在总结进口设备优缺点的基础上有针对性地开发和制造,生产线性价比较高,是未来中国镀膜玻璃的主力军和民族产品的希望。薄膜非晶硅相对于Low-E产品来说,虽然刚刚起步,但发展迅速,到2008年,国内生产非晶硅太阳能的企业已达14家,例如无锡尚德、深圳拓日新能源、威海蓝星、天津津能等,己形成年装机容量110.8兆瓦的生产能力,设备主要使用美国应用材料、瑞士、日本及韩国等设备,目前国内新爱可镀膜技术有限公司已经在开发该类产品的相关设备。总的来说,目前玻璃深加工企业已认识到未来市场对节能和可再生能源镀膜产品的需求和发展,正在针对企业自身的经济能力和特点来挑战产业结构,以购买国外先进生产线、购买国产生产线和镀膜设备厂家合作上线、外购可热加工Low-E镀膜产品或外购可异地合片的镀膜玻璃等多种方式来达到适应市场需求和发展的目的。整个玻璃深加工企业正朝着好的趋势发展,产品技术含量越来越高,质量不断提升,规模越来越大。但也有些生产企业急功近利,有的使用高透热反射镀膜玻璃冒充Low-E镀膜玻璃,有的Low-E玻璃质量不稳定,技术不过关,质量事故频繁,在一定程度上影响了镀膜行业的整体发展。随着行业对镀膜产品质量认知度的提高和质量的重视,将逐渐淘汰一些设备落后、质量低下的Low-E镀膜玻璃的生产企业。

建筑镀膜玻璃的发展趋势

随着全球经济的蓬勃发展和生活水平的普遍提高,能源的需求量越来越大,能源危机越来越凸显,阶段性的能源紧缺已经发生。各国针对能源的争夺、摩擦不断,开发新的能源和节能环保技术的开发和使用越来越受到全世界的重视,节约能源和创造可再生能源成为全世界的共识。建筑作为能源消耗大户,切实影响人们的生活和健康,如何提高建筑能源利用效率和建设”绿色标准建筑“已成为节能减排的重点。

中国如何在20年时间实现西方国家花了近百年时间实现的建筑节能目标,关键在于新型建筑材料和新型技术的选用。尤其是玻璃,它是建筑能耗的主要出入口,若采用新型低辐射Low-E中空玻璃,不仅老建筑更换方便,而且新建筑可广泛采用,建筑成本适中。建筑节能实现的关键点之一在于使用节能玻璃,尤其是Low-E镀膜玻璃。现代建筑的趋势是采用大面积玻璃甚至玻璃墙体,中国现有建筑面积超过400亿平方米,大多数节能表现不理想,有130亿平方米需要立即改进并尽快得以实施。到2020年计划新建建筑物总计300亿平方米,以上巨大的工程需求更多的节能玻璃,若采用节能镀膜技术尤其是Low-E中空玻璃,将会给Low-E相关企业创造巨大的市场需求和利益。

薄膜光伏电池组件技术属于第三代太阳能电池技术,发展时间较短,但发展迅速。2004年德国政府光伏财政补贴引爆了光伏产业,光伏产业强势需求造就了多晶硅原料企业的超高利润。2007年美国FirstSolar的亮丽表现则带来了薄膜产业的新纪元,1.3美元/瓦的低成本,11%左右的转换率,欧洲北美的巨额订单,不受原料限制的大规模生产成就了FirstSolar的高利润、高收入、高可靠的盈利预期,也促使业界发现属于薄膜时代的来临。在过去的2008年和现在的2009年,全球光伏产业最为火热的环节就是薄膜领域,不断有新的项目或者投产,新增订单不断,除了美国Firstsolar,日本夏普也开始大规模投入薄膜领域,而德国的Q-CELI、肖特等也大力投入薄膜事业,台湾几乎瞬间投入了超过10个薄膜项目。国内的非晶硅企业拓日新能源顺利上市,新澳集团高调介入等等都显示薄膜正在吸引越来越多的资本和关注;薄膜自身的优势和低成本也将会是光伏发电成本下降的一大主要驱动力;尽管短期内晶硅电池依然会是主流,但长远来说,它可以和Low-E玻璃结合使用在现代绿色建筑中,创造绿色生态一体化建筑,同时不排除薄膜才是光伏发电成本媲美传统能源的功臣。