玻璃玻纖行業(yè)分析

玻璃玻纖行業(yè)分析一、TCO玻璃：薄膜電池核心部件，F(xiàn)TO為主流鍍膜材料（一）TCO玻璃：薄膜電池的關(guān)鍵材料，綜合性能要求高TCO玻璃即透明導(dǎo)電氧化物鍍膜（TransparentConductiveOxides,TCO）玻璃，是在平板玻璃表面通過物理或者化學(xué)鍍膜的方法均勻地鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄膜。廣義TCO玻璃包括不同組成成分（即鍍有不同TCO靶材）的平板玻璃，下游廣泛應(yīng)用于平板顯示器、太陽能電池和建筑節(jié)能等領(lǐng)域，而本文的TCO玻璃（狹義的TCO玻璃）專指薄膜太陽能電池用TCO鍍膜玻璃。TCO鍍膜導(dǎo)電玻璃主要應(yīng)用于第二代光伏電池中的碲化鎘薄膜電池和第三代光伏電池中的鈣鈦礦電池，由于非晶硅薄膜太陽能電池的半導(dǎo)體層幾乎沒有橫向?qū)щ娦阅?，必須使用TCO玻璃作為前電極來有效地收集電池電流，所以TCO玻璃成為薄膜太陽能電池不可或缺的組成部分。從晶硅到薄膜電池，光伏玻璃重要性顯著提升，成本占比上升至1/3。晶硅太陽能電池中，晶硅可以直接充當(dāng)襯底基板，大部分情況下晶硅光伏玻璃僅作為封裝材料，除了對其可見光透過率和外觀、尺寸有要求外，并無其它特別要求，按23年4月最新報(bào)價(jià)，182單玻/雙玻組件中玻璃成本約占8%/11%。而在薄膜太陽能電池中，TCO鍍膜玻璃（屬于薄膜光伏玻璃）直接充當(dāng)電池組件的襯底基板，直接影響電池發(fā)電性能，對其平整度、透光率、導(dǎo)電性及鍍膜工藝等要求也較高，其成本一般占薄膜太陽能電池組件成本的33%左右，是薄膜太陽能電池的核心部件。以協(xié)鑫光電100MW級別鈣鈦礦組件的量產(chǎn)成本構(gòu)成為例，玻璃及其他封裝材料占比達(dá)到34%，成為成本占比最大部分。TCO鍍膜玻璃需要更優(yōu)良的綜合性能來提高電池發(fā)電效率。TCO玻璃作為薄膜電池的前電極、窗口材料和支撐材料，主要功能為：（1）讓大部分太陽光進(jìn)入吸收層，被轉(zhuǎn)換為電能；（2）利用其導(dǎo)電性作為前電極，有效收集電池的電流；（3）為電池多層膜材料結(jié)構(gòu)提供物理上的機(jī)械支撐。薄膜電池對TCO玻璃的功能需求決定其性能要求，主要性能指標(biāo)如下：（1）光譜透過率。一般要求TCO玻璃的光譜透過率在80%以上，而且因?yàn)楣夥姵氐墓庾V響應(yīng)波長范圍為400nm~1200nm（普通建筑玻璃要求的可見光波長范圍僅為380nm~780nm），所以需要TCO玻璃具備全光譜透光性，在可響應(yīng)波段內(nèi)光透得越多能量轉(zhuǎn)化效率越高。（2）導(dǎo)電率。一般要求方塊電阻小于12Ω/□，方塊電阻越低電阻損失越小，導(dǎo)電性能就越好。（3）霧度，即光線散射能力，一般要求霧度值在11~15%。普通行業(yè)用鍍膜玻璃一般要求膜層表面越光滑越好，霧度則越小越好；而光伏電池需要TCO玻璃具有一定的絨面結(jié)構(gòu)，使光以不同角度散射，增大光在太陽能電池中的光程，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。TCO玻璃的絨面陷光結(jié)構(gòu)的形成主要有兩種方法：一是溶膠凝膠法、化學(xué)氣相沉積法等在線鍍膜工藝直接鍍制帶有微觀粗糙度的膜層，粗糙度可以通過參數(shù)調(diào)控（主要是FTO玻璃；不同TCO玻璃種類下文具體描述）；二是離線鍍膜工藝鍍制膜層后進(jìn)一步采用酸堿腐蝕法、激光加工等方法制絨（ITO、AZO玻璃）。（4）激光刻蝕性能。薄膜太陽能電池在制作過程中，需要將其表面劃分多個(gè)長條狀的電池單元并且串聯(lián)起來，用以提高太陽能電池的輸出功效。在薄膜太陽能電池半導(dǎo)體鍍膜之前，需要對TCO玻璃表面的透明導(dǎo)電氧化物膜層進(jìn)行劃刻，被劃刻掉的部分必須完全除去其導(dǎo)電氧化物膜層，用以保證電池單元之間相互絕緣，所以要求TCO膜層的激光刻蝕性能好，不得有薄膜刻不斷、刻傷玻璃本體等缺陷。（5）耐候性和耐久性。光伏電池安裝后，尤其是建筑光伏一體化（BIPV）不宜進(jìn)行經(jīng)常性的維修與更換，所以TCO玻璃需要具備良好的耐候性、耐久性。目前行業(yè)內(nèi)薄膜太陽能電池壽命一般在20年以上，這也要求TCO玻璃的保質(zhì)期必須達(dá)到20年以上。（6）大面積均勻性。膜層的均勻性可分為性能均勻性和表觀均勻性，性能均勻性主要包括光譜透射率和方塊電阻的均勻性，是保障電池輸出電壓、電流平衡穩(wěn)定的基本要求；建筑光伏一體化（BIPV）是薄膜太陽能電池的重要應(yīng)用場合，對TCO玻璃的表觀均勻性（大面積顏色、膜層均勻性等）提出更高要求，不得有干涉條紋、膜層云朵等缺陷，如何提高大面積均勻性也是目前TCO玻璃的主要性能瓶頸之一。（7）低成本。光伏產(chǎn)品的最終競爭力評價(jià)以單位發(fā)電量的綜合成本衡量，而TCO玻璃是薄膜電池原材料成本中的主要部分（1/3左右），薄膜電池為了提高競爭力對TCO玻璃有降本增效要求。（二）FTO綜合性能強(qiáng)，成為目前主流膜層材料TCO玻璃按照導(dǎo)電氧化物的不同主要分為ITO（氧化銦錫）、FTO（摻氟SnO2）、AZO（摻雜鋁ZnO）三種；按照鍍膜工藝與原片生產(chǎn)是否同步，可分為在線鍍膜和離線鍍膜工藝，在線鍍膜主要應(yīng)用CVD工藝（化學(xué)氣相沉積法），離線鍍膜主要應(yīng)用PVD工藝（磁控濺射法）。FTO綜合性能強(qiáng)，為目前主流TCO玻璃靶材。（1）ITO玻璃，雖然擁有透過率高、導(dǎo)電性好的優(yōu)點(diǎn)，但由于其原材料銦價(jià)格昂貴、光散射能力差、熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)限制了其在光伏領(lǐng)域的推廣，目前主要應(yīng)用在液晶平板顯示器領(lǐng)域。（2）FTO玻璃，具有成本較低、光散射能力強(qiáng)、激光刻蝕容易、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性較好等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為薄膜太陽能電池的主流產(chǎn)品。（3）AZO玻璃，光學(xué)性能和導(dǎo)電率最接近ITO、原料成本較低，但其膜層偏軟且刻蝕后存放時(shí)間較短（熱穩(wěn)定性、耐酸堿性及抗氧化性較差），并且AZO玻璃的大面積高速均勻成膜工藝、光刻工藝的兼容性等問題技術(shù)復(fù)雜性高，所以目前尚未在光伏領(lǐng)域大力推廣。不同TCO玻璃靶材適用不同鍍膜工藝，當(dāng)前僅FTO在線鍍膜工藝較成熟。（1）在線鍍膜即直接在浮法產(chǎn)線上完成鍍膜，主要采用CVD工藝，一般工藝溫度在400～700℃，由于溫度較高，熱穩(wěn)定性較差的靶材（ITO、AZO）無法在在線鍍膜工藝中使用，目前只有FTO大面積在線鍍膜技術(shù)較為成熟。（2）離線鍍膜即另外配置一條鍍膜線，超白浮法玻璃經(jīng)過清洗、預(yù)加熱后再鍍膜，主要采用PVD工藝中的磁控濺射法，工藝溫度只有200~230℃，所以ITO和AZO通常只通過離線鍍膜方式進(jìn)行。（三）TCO玻璃技術(shù)長期被國外壟斷，國內(nèi)金晶科技率先實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破并成功量產(chǎn)TCO鍍膜玻璃最早在1940年投入商業(yè)化，作為透明熱窗口材料用于飛行器的擋風(fēng)玻璃。1985年、1989年日本旭硝子(AGC)、板硝子(NSG)公司分別開始生產(chǎn)TCO鍍膜玻璃，此后日本板硝子、旭硝子、美國PPG等少數(shù)幾家巨頭公司長期壟斷TCO玻璃生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備。2005-2010年，由于薄膜電池技術(shù)進(jìn)步（2005年前后FirstSolar實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)化效率碲化鎘量產(chǎn)；2009年非晶硅薄膜電池的最高轉(zhuǎn)換效率接近多晶硅電池，可達(dá)16.6%），而且晶硅價(jià)格居高不下，使薄膜電池成本優(yōu)勢相對明顯，產(chǎn)能迅速擴(kuò)張。由于預(yù)期薄膜電池市場良好增長態(tài)勢，國內(nèi)部分企業(yè)開始引進(jìn)TCO鍍膜玻璃技術(shù)和設(shè)備，中國玻璃、信義玻璃、南玻、中航三鑫及旗濱等企業(yè)嘗試通過引進(jìn)國外成套設(shè)備、技術(shù)進(jìn)行TCO玻璃生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)國內(nèi)TCO玻璃鍍膜設(shè)備與工藝在線與離線并存，離線占大多數(shù)，而海外以在線鍍膜工藝為主。但2010-2020年在硅料市價(jià)下降、雙反政策等因素影響下，薄膜電池進(jìn)入低谷期，國內(nèi)TCO玻璃研發(fā)生產(chǎn)也陷入停滯。2021-2022年，國內(nèi)建筑光伏一體化（BIPV）趨勢興起為薄膜電池產(chǎn)業(yè)帶來新發(fā)展，加上鈣鈦礦等新一代高性能薄膜太陽能電池技術(shù)升級，作為關(guān)鍵部件的TCO鍍膜玻璃再次受到國內(nèi)企業(yè)重視，國內(nèi)少部分企業(yè)開始自主研發(fā)和生產(chǎn)TCO玻璃：金晶科技2021年成功研發(fā)應(yīng)用于太陽能領(lǐng)域的超白TCO鍍膜玻璃（性能指標(biāo)與NSG的TEC?8相近），目前在淄博擁有兩條年產(chǎn)1500萬平米的TCO產(chǎn)線；中國玻璃2020年開始TCO玻璃研發(fā)、2023年1月東臺TCO產(chǎn)線點(diǎn)火。但整體來說由于國內(nèi)TCO鍍膜工藝發(fā)展較晚、技術(shù)壁壘高，目前國內(nèi)具備生產(chǎn)能力的企業(yè)整體較少，只有金晶科技、耀皮玻璃和中國玻璃等。二、需求端：薄膜電池海外龍頭大幅擴(kuò)產(chǎn)，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，產(chǎn)能釋放帶動TCO玻璃空間擴(kuò)容（一）薄膜電池：多場景應(yīng)用優(yōu)勢，與晶硅互補(bǔ)發(fā)展；鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)前景值得期待光伏組件按材料可分為晶硅組件和薄膜組件。薄膜電池是在TCO玻璃、不銹鋼或高分子聚合物等襯底材料上附著幾微米感光薄膜材料，制成PN結(jié)從而形成的太陽能電池，用硅量極少。薄膜電池包括非晶硅（a-Si）、碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）、鈣鈦礦（PSCs）等種類。薄膜電池整體產(chǎn)量仍偏低，其中碲化鎘商業(yè)化最為成熟，F(xiàn)irstSolar一家獨(dú)大。據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，2021年全球薄膜太陽電池的產(chǎn)能10.7GW，產(chǎn)量約為8.28GW，同比增長27.7%，主要是受碲化鎘龍頭企業(yè)FirstSolar產(chǎn)量增長拉動。FS2021年碲化鎘組件產(chǎn)量為7.9GW，同比增長33.9%，占全球薄膜組件份額95%。從產(chǎn)品類型來看，2021年碲化鎘（CdTe）薄膜電池份額為絕對主導(dǎo)，占比約97%，產(chǎn)量約為8.03GW，其中國外7.9GW，國內(nèi)130MW；銅銦鎵硒（CIGS）薄膜電池產(chǎn)量約為245MW，其中國外210MW，國內(nèi)35MW。光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展核心驅(qū)動力始終在于“降本提效”，以達(dá)成平價(jià)上網(wǎng)終極目標(biāo)。從降本提效角度出發(fā)，相較晶硅電池，薄膜電池優(yōu)勢在于生產(chǎn)流程簡短、封閉，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)成本低，劣勢在于轉(zhuǎn)換效率不理想，過去薄膜電池的光電轉(zhuǎn)換效率大部分時(shí)間都落后于晶硅電池。海外龍頭FS碲化鎘組件憑借獨(dú)家壟斷技術(shù)（氣相傳輸沉淀技術(shù)VTD等）及規(guī)模優(yōu)勢，持續(xù)推進(jìn)制造成本降低、效率提升，因而能在美國等市場的激烈競爭中始終保有一席之地。薄膜組件成本優(yōu)勢體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈短，價(jià)值量高度集中，生產(chǎn)效率高。晶硅產(chǎn)業(yè)鏈至少包含多晶硅原料-硅片-電池片-組件4大環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要生產(chǎn)設(shè)備、配套設(shè)施等重資本投入，生產(chǎn)流程繁雜，生產(chǎn)從原料到最終組件產(chǎn)品至少經(jīng)過4個(gè)工廠、3天周期。相較之下，薄膜組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，自動化程度高，可以在一座工廠短時(shí)間內(nèi)完成連續(xù)生產(chǎn)，原料進(jìn)場后，生產(chǎn)僅需在TCO玻璃等襯底材料（多外采）上，采用等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積（PECVD）法、磁控濺射法等工藝沉積功能層薄膜，活化后處理及組件封裝測試即可出廠。薄膜組件生產(chǎn)集成化程度高，使得廠商對生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)節(jié)奏、產(chǎn)品質(zhì)量的把控程度高。國內(nèi)碲化鎘組件效率提升已取得一定成果，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化擴(kuò)張期。國內(nèi)碲化鎘組件實(shí)驗(yàn)室效率水平已向國際先進(jìn)水平靠攏，據(jù)CPIA，2021年國內(nèi)碲化鎘組件實(shí)驗(yàn)室最高效率達(dá)到20.24%（中建材），接近國際先進(jìn)水平22.1%（FS）；量產(chǎn)效率方面，當(dāng)前國內(nèi)量產(chǎn)效率最高紀(jì)錄為16.7%（中山瑞科），對比FS19%以上的量產(chǎn)效率仍有較大差距。我國薄膜組件整體產(chǎn)業(yè)化處于起步階段，量產(chǎn)效率差距較大，亦未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)降本，因而在主流應(yīng)用場景與晶硅電池競爭沒有優(yōu)勢；但薄膜組件具有場景適應(yīng)性強(qiáng)、可塑性好等特性，與BIPV等場景適配性更高，或能通過錨定新興的建筑節(jié)能等利基應(yīng)用場景，持續(xù)吸引資金資源投入、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、拓展市場邊界。薄膜電池當(dāng)前差異化優(yōu)勢主要體現(xiàn)在BIPV等多場景應(yīng)用上。薄膜電池具有溫度系數(shù)低、抗遮擋表現(xiàn)好、弱光發(fā)電性能更強(qiáng)、透光性可調(diào)節(jié)、美觀性強(qiáng)等特性，使其在BIPV（建筑光伏一體化）等場景應(yīng)用范圍更廣。據(jù)BIPVboost，薄膜組件在歐洲BIPV屋頂、幕墻應(yīng)用滲透率分別為10%、56%。（1）溫度系數(shù)低：溫度系數(shù)指電池隨溫度升高而導(dǎo)致效率衰退的比率。薄膜電池溫度系數(shù)比晶硅低，因而薄膜組件輸出功率在高溫惡劣環(huán)境下發(fā)電功率損耗更低。據(jù)索比光伏網(wǎng)，市面主流晶硅組件峰值溫度系數(shù)在-0.38~0.44%/℃之間，而銅銦鎵硒（CIGS）、碲化鎘（CdTe）溫度系數(shù)僅為-0.1~0.3%/℃、-0.25%/℃。（2）擁有更好的抗遮擋表現(xiàn)：BIPV項(xiàng)目地點(diǎn)多在城市區(qū)域，在安裝光伏幕墻時(shí)需要考慮到抗遮擋因素。相比晶硅組件，薄膜光伏組件因?yàn)闆]有晶片的模塊化限制，在受到遮擋時(shí)被遮擋部分表現(xiàn)為斷路，而不輸出功率，不產(chǎn)生熱效應(yīng)，降低了火災(zāi)等安全隱患。（3）弱光發(fā)電性能更強(qiáng)：薄膜組件在可見光光譜范圍內(nèi)比較晶硅組件有更為靈敏的光譜響應(yīng)，具有更好的弱光發(fā)電性能，安裝不受角度限制，在清晨、傍晚等時(shí)間段以及非光照充足面等弱光條件下的效率優(yōu)于晶硅電池。（4）透光性可調(diào)節(jié)：薄膜電池可以通過透明導(dǎo)電層、超薄背電極層實(shí)現(xiàn)高透光率，并且透光率可以根據(jù)具體采光需求調(diào)節(jié)，滿足建筑物對于自然光線的需求。而晶硅電池透光率較低，改善組件透光率只能通過降低電池片排布密度、犧牲組件功率實(shí)現(xiàn)。（5）美觀性好：薄膜光伏組件從結(jié)構(gòu)上看并沒有晶硅電池的單片單元，外觀一致性大大優(yōu)于晶硅光伏組件；可定制性強(qiáng)，組件可切割成不同形狀，更能滿足建筑外觀對于美觀的要求。薄膜電池顏色可調(diào)節(jié)，在發(fā)電效率未明顯降低的前提下，可以利用不同電池材料、多層結(jié)構(gòu)反射特定波段光的特性（不用通過TCO玻璃顏色調(diào)整外觀），制成涵蓋所有常見色系的組件。鈣鈦礦電池是下一代極具潛力的光伏技術(shù)路線，轉(zhuǎn)換效率高、量產(chǎn)成本低，產(chǎn)業(yè)化處于從0-1初期。鈣鈦礦是具有ABX3型晶體結(jié)構(gòu)的化合物，使用其作為吸收層制成的電池即鈣鈦礦電池。鈣鈦礦是人工設(shè)計(jì)合成的材料，材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，可以不斷迭代，具有高光電轉(zhuǎn)換效率和低成本優(yōu)勢。（1）轉(zhuǎn)換效率方面，鈣鈦礦材料吸光性好，且可以通過調(diào)整材料配比來調(diào)節(jié)帶隙，光電特性好，單結(jié)鈣鈦礦電池理論極限效率為33%，鈣鈦礦疊層效率更是達(dá)到51%，遠(yuǎn)超晶硅電池29.4%的理論極限效率。同時(shí)，鈣鈦礦轉(zhuǎn)換效率演進(jìn)速度快，僅用10年左右時(shí)間就提升到了超25%的實(shí)驗(yàn)室效率紀(jì)錄（晶硅電池花了40-50年）。（2）制造成本方面，鈣鈦礦電池除生產(chǎn)環(huán)節(jié)少優(yōu)點(diǎn)外，其原材料豐富且易合成、生產(chǎn)能耗低，使得理論量產(chǎn)成本低于晶硅組件，據(jù)協(xié)鑫光電測算，鈣鈦礦組件100MW級別量產(chǎn)成本低于1.0元/W，5-10GW級別量產(chǎn)成本為0.5-0.6元/W（TCO玻璃仍然是最大成本項(xiàng)），約為晶硅組件極限成本的1/2。鈣鈦礦電池理論優(yōu)勢明顯，吸引產(chǎn)業(yè)資本紛紛介入，產(chǎn)業(yè)化有望實(shí)現(xiàn)從0-1突破。目前阻礙鈣鈦礦商業(yè)化應(yīng)用的因素主要有：（1）穩(wěn)定性較差，鈣鈦礦電池在潮濕環(huán)境下容易分解，進(jìn)而影響其使用壽命。目前鈣鈦礦電池的壽命多在1000小時(shí)左右，遠(yuǎn)低于晶硅太陽能電池20-25年的工作壽命；（2）向大尺寸面積器件升級時(shí)的效率損失大。鈣鈦礦電池只能在小面積內(nèi)保持高效，其效率會隨著尺寸增大出現(xiàn)明顯下降。（二）需求分析：薄膜電池海外龍頭擴(kuò)產(chǎn)，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化步伐加快，TCO玻璃需求顯著增長碲化鎘：海外龍頭FirstSolar大幅擴(kuò)產(chǎn)，國內(nèi)中建材系等廠商加速布局產(chǎn)能。（1）海外。美國光伏裝機(jī)需求增長、IRA稅收抵免政策刺激下，美國碲化鎘龍頭FirstSolar大幅擴(kuò)產(chǎn)，據(jù)FS2022年年報(bào)，2022年公司名義產(chǎn)能達(dá)9.8GW，組件產(chǎn)量9.1GW，規(guī)劃2023-2025年末名義薄膜電池產(chǎn)能分別達(dá)到16.0/20.1/20.6GW，當(dāng)前擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃主要針對印度、美國市場。據(jù)FS2023年度一季報(bào)，公司產(chǎn)品供不應(yīng)求，未交付預(yù)定量已達(dá)到71.6GW，4月底訂單已排至2026-2027年交付。另一家美國碲化鎘電池廠商ToledoSolar當(dāng)前年產(chǎn)能為100MW，2022年9月宣布擴(kuò)充產(chǎn)能計(jì)劃，2027年產(chǎn)能將達(dá)2.8GW。（2）國內(nèi)。在BIPV應(yīng)用前景預(yù)期下，國內(nèi)碲化鎘廠商加速產(chǎn)能布局。中建材及其旗下凱盛集團(tuán)現(xiàn)已運(yùn)行700MW產(chǎn)能，當(dāng)前在全國多地規(guī)劃產(chǎn)能3.8GW；龍焱能源、中山瑞科在產(chǎn)產(chǎn)能130、100MW，龍焱能源計(jì)劃到2024年產(chǎn)能提升至630MW，中山瑞科規(guī)劃未來產(chǎn)能達(dá)到1GW；光伏玻璃龍頭企業(yè)福萊特也于今年2月宣布計(jì)劃投資1GW碲化鎘產(chǎn)能。鈣鈦礦：國內(nèi)廠商積極向產(chǎn)業(yè)化嘗試，現(xiàn)已規(guī)劃多條GW級產(chǎn)能。鈣鈦礦電池技術(shù)路線潛力大，國內(nèi)廠商積極尋求產(chǎn)業(yè)化突破。當(dāng)前鈣鈦礦在產(chǎn)產(chǎn)能約390MW，多為小、中試線，協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能等多家企業(yè)均規(guī)劃了GW級產(chǎn)能建設(shè)，遠(yuǎn)期規(guī)劃總和近25GW。據(jù)我們測算，2022-2025年全球TCO玻璃需求總數(shù)約為0.5/0.7/1.0/1.3億平，CAGR達(dá)32.5%。核心假設(shè)如下，（1）碲化鎘產(chǎn)量：根據(jù)國內(nèi)外企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2025年海外企業(yè)碲化鎘電池產(chǎn)量達(dá)20.5GW，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量2.8GW；（2）鈣鈦礦產(chǎn)量：考慮到鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)仍處在量產(chǎn)探索階段，結(jié)合國內(nèi)廠商擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，中性假設(shè)2025年產(chǎn)量為1.0GW，如技術(shù)研發(fā)進(jìn)展順利，中期可以展望7GW產(chǎn)量；（3）碲化鎘TCO玻璃單位需求量：FirstSolar最新Series7產(chǎn)品效率最高達(dá)19.3%，中性假設(shè)2022年全行業(yè)平均效率水平為18.0%，2025年達(dá)19.5%，對應(yīng)TCO玻璃單位用量分別為556、513萬平/GW；（4）鈣鈦礦TCO玻璃單位需求量：昆山協(xié)鑫光電2023年4月17日宣布2m*1m大面積、大尺寸商用鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)16.2%，2023年效率目標(biāo)為18%，考慮鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)當(dāng)前仍處在穩(wěn)定性、量產(chǎn)效率技術(shù)攻關(guān)階段，中性假設(shè)2023、2025年全行業(yè)量產(chǎn)平均效率水平為13.0%、17.0%，對應(yīng)TCO玻璃單位用量分別為769、588萬平/GW。三、供給端：三重因素構(gòu)筑TCO玻璃高進(jìn)入壁壘和競爭優(yōu)勢（一）原片端：超白浮法原片成本占比高，其成本差異決定TCO玻璃廠商之間的競爭差異TCO以超白浮法為原片基底進(jìn)行鍍膜，超白浮法本身具有一定工藝技術(shù)壁壘，良率差異會帶來成本差異。從結(jié)果看，據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，2022年國內(nèi)僅8家企業(yè)具備超白浮法產(chǎn)能（CR4達(dá)77%）；從技術(shù)角度看，超白浮法玻璃的技術(shù)壁壘主要在于配料、澄清、存放環(huán)節(jié)（帶來良率差異）。（1）在配料環(huán)節(jié)，要嚴(yán)格控制氧化鐵含量在0.015%以內(nèi)，且需要保證配合料的溫度和濕度以防結(jié)塊，需要采用先進(jìn)的稱量系統(tǒng)和進(jìn)口混合設(shè)備。（2）在澄清環(huán)節(jié)，由于熔融的超白玻璃液導(dǎo)熱系數(shù)更高，熔窯池內(nèi)垂直熱對流減弱，造成玻璃表面和內(nèi)部氣泡數(shù)量增加，影響玻璃的成品率。調(diào)整時(shí)如果溫度把控不當(dāng)，還會導(dǎo)致二次氣泡和耐材氣泡的生成。因此超白的澄清環(huán)節(jié)對于溫度的控制更加嚴(yán)格，且需配合改造熔窯窯池的結(jié)構(gòu)。（3）存放環(huán)節(jié)，超白玻璃比普通玻璃更容易發(fā)生霉變，主要由于其堿金屬氧化物含量更高，需要通過改進(jìn)配方設(shè)計(jì)和退火制度，選用適應(yīng)超白玻璃特性的專用防霉隔離粉來預(yù)防霉變。TCO玻璃超白原片成本占比高，其成本差異會帶來TCO玻璃廠商之間的競爭差異。原片是TCO玻璃成本大頭，據(jù)卓創(chuàng)資訊，2023年4月3.2mm超白浮法報(bào)價(jià)約28.4元/平，根據(jù)協(xié)鑫光電100MW線數(shù)據(jù)測算，16%轉(zhuǎn)換效率下超白原片度電成本約0.18元/W，該產(chǎn)線綜合度電成本1.0元/W，其中封裝成本約0.34元/W（占34%），超白浮法原片成本占到總生產(chǎn)成本的18%、封裝材料的52%，超白浮法原片的成本差異會帶來TCO玻璃廠商之間的競爭差異。成本差異主要體現(xiàn)在良率差異（有一定技術(shù)壁壘）、布局和產(chǎn)業(yè)鏈一體化（低成本的超白石英砂、純堿、天然氣獲取等）。（二）工藝端：設(shè)備自研+工藝優(yōu)化及控制帶來產(chǎn)品穩(wěn)定性和良率差異TCO玻璃處于起步階段，通過對比分析技術(shù)方向一致、工藝發(fā)展成熟的low-E玻璃，能更好理解TCO玻璃工藝路線與壁壘。TCO玻璃與low-E玻璃存在異同：一方面，二者在線、離線工藝路線大方向一致，在線與離線工藝路線之爭中，low-E玻璃最終以離線勝出，而TCO玻璃當(dāng)前則是在線率先走向產(chǎn)業(yè)化，不同生產(chǎn)工藝路線的決定性因素在于下游需求特征；另一方面，TCO與low-E鍍膜玻璃設(shè)備、工藝存在共通性，通過low-E設(shè)備及工藝的探討可以窺見TCO設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝控制是核心要素。TCO玻璃與low-E玻璃同屬鍍膜玻璃范疇，常用工藝路線均分為在線CVD法、離線磁控濺射法兩種。鍍膜玻璃是指在玻璃表面鍍上一層或多層金屬、合金或金屬化合物，以改變玻璃性能，按照產(chǎn)品特性可以分為透明導(dǎo)電玻璃（TCO）、低輻射玻璃（low-E）、熱反射玻璃等。按是否在浮法“線”上同步完成原片生產(chǎn)和鍍膜工序，鍍膜玻璃制備方法分為在線、離線兩大類。TCO玻璃與low-E玻璃工藝路線有相似性，二者常用工藝均為在線CVD法、離線磁控濺射法，對應(yīng)材料方面，在線法TCO和lowE玻璃鍍的都是FTO膜層（材料一樣，但產(chǎn)品性能要求差異很大），而離線法中TCO鍍的是ITO、AZO膜層，low-E鍍的是Ag銀系膜層。另外，TCO玻璃性能要求較lowE玻璃更精細(xì)，產(chǎn)品需要同時(shí)保證光學(xué)性能、電學(xué)性能等多項(xiàng)要求。在線CVD法物化穩(wěn)定性更好，鍍膜理論成本低，但靈活性較差，工藝參數(shù)控制和優(yōu)化難度大。在線化學(xué)氣相沉積法（CVD）鍍膜一般是在浮法產(chǎn)線錫槽冷端或退火窯前端A0區(qū)上方安裝鍍膜設(shè)備，以連續(xù)生產(chǎn)的高溫（400~700℃）、潔凈、快速拉引的玻璃帶為載體，通過原料氣體（前驅(qū)體）在高溫玻璃表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)合成鍍膜膜層，再經(jīng)過退火冷卻形成質(zhì)地堅(jiān)硬的膜層。在線CVD鍍膜優(yōu)勢在于：①物化穩(wěn)定性好，耐久性耐候性好，熱加工性好，高溫成膜，膜層原子與玻璃基板形成牢固共價(jià)鍵，黏合為玻璃的一部分，膜層牢固耐用（被稱為“硬膜”玻璃），物化性能穩(wěn)定，使用壽命更長。②鍍膜能耗低，直接利用浮法玻璃新鮮潔凈的表面和高溫環(huán)境；③不需要二次加工的搬運(yùn)、傳輸、清洗、抽真空等工序，工序步驟較少，節(jié)省物理空間和人力成本；在線CVD鍍膜劣勢在于：①靈活性較差，直接與連續(xù)生產(chǎn)的原片端銜接，鍍膜工藝受浮法工藝條件限制，產(chǎn)品種類不如離線鍍膜豐富，例如膜層至少要耐400℃以上高溫，鍍膜原料多選用金屬氧化物、半導(dǎo)體材料，并且生產(chǎn)過程中參數(shù)無法隨時(shí)調(diào)整；②工藝控制和優(yōu)化難度大，玻璃帶傳輸速度快，鍍膜面積大。離線磁控濺射法鍍膜靈活性較好，但物化穩(wěn)定性較差，光電性能重復(fù)性差，均勻性控制難度與膜層結(jié)構(gòu)相關(guān)，并且理論成本高。離線磁控濺射法鍍膜是在浮法玻璃原片下線后，在另外配置的鍍膜產(chǎn)線上，將原片清洗、預(yù)加熱后送入大真空室內(nèi)，內(nèi)部設(shè)有多個(gè)濺射靶，隨著真空室內(nèi)壓力降低，陰極靶濺射出金屬原子，沉積到玻璃表面上形成膜。不同材料（AZO/ITO、Ag等）使用離線磁控濺射法的優(yōu)劣勢各不相同，概括來看，離線磁控濺射工藝優(yōu)勢：①靈活性好，工藝參數(shù)可根據(jù)用戶要求隨時(shí)調(diào)整，鍍膜設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)，產(chǎn)能也可以根據(jù)訂單靈活調(diào)整；②離線鍍膜，材料選擇不受浮法產(chǎn)線條件限制，產(chǎn)品種類豐富。離線磁控濺射工藝劣勢：①膜層物化穩(wěn)定性較在線法差，膜層本身相當(dāng)脆弱；②薄膜光電性能參數(shù)重復(fù)性差，這是一種反應(yīng)濺射，影響成膜質(zhì)量隨機(jī)因素多，而光電性能對濺射參數(shù)變化敏感；③膜層均勻性較難控制，膜層厚度及材質(zhì)成分均勻性影響最終鍍膜玻璃產(chǎn)品的整體顏色、性能表現(xiàn)，而磁控濺射實(shí)現(xiàn)均勻鍍膜的要求十分苛刻，需要同時(shí)保證磁場分布、工作氣體分布、靶材表面溫度、靶材材質(zhì)、玻璃表面溫度等均勻一致，以及保證磁控濺射放電穩(wěn)定性和靶基距。因此，當(dāng)鍍膜膜層層數(shù)少時(shí)工藝難度較?。ㄈ鐔毋y、雙銀），但膜層增加后工藝難度將隨之呈幾何數(shù)級增加。④理論成本高，工序較在線法更多更繁雜，能耗更高。我們認(rèn)為，在線與離線鍍膜玻璃工藝各有利弊，不同細(xì)分領(lǐng)域下游需求存在明顯差異，因而工藝路線抉擇的考量因素并不相同。1.low-E玻璃：離線可以滿足下游多元化需求，成為主導(dǎo)工藝路線Low-E建筑玻璃在線、離線產(chǎn)品成本及性能差距不明顯，離線工藝憑借靈活性可以更好滿足下游多元化需求成為主導(dǎo)工藝路線。（1）在線離線產(chǎn)品成本相差不大，與技術(shù)國產(chǎn)化程度有關(guān)：據(jù)中玻網(wǎng)，上世紀(jì)80年代中期，我國引進(jìn)鍍膜玻璃工藝時(shí)對海外市場的調(diào)研結(jié)果顯示，在線鍍膜產(chǎn)品主要面向民用住宅和小型公建項(xiàng)目，離線鍍膜主要面向公共建筑，因而當(dāng)時(shí)的引進(jìn)策略是直接引進(jìn)更為先進(jìn)的離線鍍膜工藝。牛曉在《低輻射(low-E)玻璃在線離線比較》中對比分析low-E玻璃在線離線產(chǎn)品，并指出①技術(shù)設(shè)備成本：low-E玻璃在線（未國產(chǎn)化）引進(jìn)海外工藝、設(shè)備需支付1.2億美元技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)，而離線工藝已成熟，購進(jìn)海外設(shè)備需要1億人民幣，國內(nèi)設(shè)備價(jià)格僅0.7億人民幣；②綜合成本價(jià)格：在技術(shù)設(shè)備成本巨大差距下，在線、離線low-E玻璃合成中空玻璃的成本價(jià)格基本相同，可以推測在線生產(chǎn)批量化、國產(chǎn)化后能達(dá)到更低成本水平。（2）在線離線性能差距不明顯：為了保障節(jié)能效果，在線、離線low-E均需制成中空玻璃再銷售（不單片使用），因而在線low-E玻璃耐久性、耐候性的優(yōu)勢難以體現(xiàn)。節(jié)能性能方面，離線產(chǎn)品具有輻射率更低的優(yōu)勢，但對比綜合節(jié)能效果，在線離線產(chǎn)品中空后節(jié)能效果并沒有明顯差距。（3）離線能實(shí)現(xiàn)靈活生產(chǎn)，滿足下游顏色品種多樣化需求。建筑設(shè)計(jì)師一般都十分強(qiáng)調(diào)自己建筑作品的獨(dú)特風(fēng)格，盡量避免與已有建筑或周圍建筑物相似或雷同，因此要求low-E產(chǎn)品顏色品種多樣。在線low-E玻璃顏色單一，只能通過基片的顏色實(shí)現(xiàn)反射色的改變，而且是固定參數(shù)批量生產(chǎn)，難以應(yīng)付要求零散的定制化訂單。而離線low-E能通過頻繁調(diào)整膜系，設(shè)計(jì)出多樣顏色、不同透過率的產(chǎn)品，迎合下游定制化需求。從離線產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能、實(shí)際產(chǎn)量對比亦可驗(yàn)證下游訂單的定制化、零散化。2016年底我國擁有l(wèi)ow-E產(chǎn)線175條，產(chǎn)能約5億平，其中離線產(chǎn)線158條，總產(chǎn)能約3.8億平，平均單線年產(chǎn)能241萬平，然而當(dāng)年度我國離線low-E產(chǎn)量僅1億平，平均單線產(chǎn)量僅66萬平（平均產(chǎn)能利用率約27.5%），下游客戶分散、訂單定制化（膜系需頻繁切換）使得廠商較難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，在線工藝成本優(yōu)勢無從發(fā)揮，離線工藝憑生產(chǎn)靈活性占據(jù)主導(dǎo)。2.TCO玻璃：在線CVD法憑借產(chǎn)品性能、理論成本優(yōu)勢率先走向產(chǎn)業(yè)化TCO玻璃工業(yè)品屬性更突出，下游薄膜太陽能電池廠商首先關(guān)注產(chǎn)品性能指標(biāo)，其次要求低成本，在線工藝憑借這兩方面優(yōu)勢率先走向產(chǎn)業(yè)化。（1）產(chǎn)品性能：作為鈣鈦礦、碲化鎘關(guān)鍵部件，TCO玻璃性能優(yōu)劣直接影響薄膜太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率以及在BIPV幕墻上的應(yīng)用效果。浮法產(chǎn)線高溫環(huán)境限制下，TCO玻璃三種薄膜材料中僅FTO成熟兼容在線和離線兩種加工方式。對比FTO在線、離線產(chǎn)品量化性能指標(biāo)，在線化學(xué)氣相沉積法載流子遷移率明顯更高，導(dǎo)電性更好。如前文所述，對比TCO三種材料，在線化學(xué)氣相沉積制備的FTO薄膜透光率、導(dǎo)電率性能并不突出，但其晶體質(zhì)量高、表面形貌可控（即霧度可調(diào)，增加光散射），滿足激光刻蝕加工條件，耐候性、耐久性顯著更優(yōu)，因而在線FTO綜合性能更適配下游薄膜太陽能電池廠商需求。（2）理論成本：TCO玻璃成本約占薄膜太陽能電池成本1/3，TCO玻璃環(huán)節(jié)降本對薄膜太陽能電池降低度電成本、實(shí)現(xiàn)應(yīng)用推廣意義重大。①從初始投資考慮，在線鍍膜需要對現(xiàn)成浮法線改造，資金、時(shí)間成本較高，據(jù)齊魯晚報(bào)，金晶科技首條TCO玻璃產(chǎn)線在博山區(qū)投產(chǎn)，原產(chǎn)能600t/d，改造總投資額1.5億元，改造歷時(shí)4個(gè)月，據(jù)金晶科技2022年9月12日公告，金晶科技滕州二線600t/d2022年9月啟動改造，預(yù)計(jì)總投資額4.5億元，計(jì)劃今年第三季度點(diǎn)火；離線鍍膜需要額外建造新產(chǎn)線，初始投資成本同樣不低，據(jù)板硝子歐洲技術(shù)中心報(bào)告（2014），一條年產(chǎn)1000萬平TCO玻璃的磁控濺射產(chǎn)線（包括設(shè)備）總投資額約為0.4億美元（約2.7億人民幣）。②從可變成本考慮，在線鍍膜省去二次加工的搬運(yùn)、傳輸、清洗、抽真空、加熱等工序，節(jié)約能耗與勞動成本，大批量生產(chǎn)更高效，需要注意的是，由于在線TCO玻璃生產(chǎn)期間參數(shù)調(diào)節(jié)靈活性較弱，鍍膜端廢品較難重新熔化利用，產(chǎn)品性能不佳時(shí)難以攤薄成本。因此，預(yù)計(jì)大批量生產(chǎn)時(shí)在線TCO玻璃理論成本更低，良率更高的企業(yè)享有成本優(yōu)勢。2010年代，國內(nèi)掀起第一波TCO鍍膜玻璃技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)熱潮，當(dāng)時(shí)格局呈在線與離線工藝并存，且離線數(shù)量占優(yōu)；近兩年，在國內(nèi)已有成熟離線low-E鍍膜技術(shù)儲備背景下，反而是金晶科技、中國玻璃TCO玻璃在線產(chǎn)線率先投產(chǎn)，日本板硝子、艾杰旭大連同樣采用在線工藝，這一現(xiàn)象或印證了下游對保障產(chǎn)品性能、降低理論成本的強(qiáng)烈訴求，對生產(chǎn)靈活性的相對弱化（TCO玻璃工業(yè)品屬性更重）。TCO在線鍍膜工藝路線核心在于設(shè)備自研能力+工藝優(yōu)化及控制能力，要求廠商有深厚的工藝經(jīng)驗(yàn)積淀。設(shè)備端，市面無成熟裝備供應(yīng)，要求廠商根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)與生產(chǎn)需要自研開發(fā)。lowE、TCO等玻璃在線鍍膜工藝技術(shù)難點(diǎn)主要是浮法玻璃生產(chǎn)的固定速度、氣氛和高溫環(huán)境造成的，玻璃板運(yùn)行速度快、氣氛調(diào)節(jié)困難、鍍膜環(huán)境溫度高，鍍膜設(shè)備、反應(yīng)過程與浮法線必須實(shí)現(xiàn)較高兼容性，否則出現(xiàn)偏差將產(chǎn)生大量低質(zhì)品。然而，由于Low-E玻璃在線鍍FTO膜層工藝發(fā)展遲緩，且TCO玻璃在線鍍膜設(shè)備要求更高，市面上并無成熟的在線鍍膜設(shè)備供應(yīng)，國內(nèi)設(shè)計(jì)院也欠缺在線鍍膜的設(shè)備、產(chǎn)線設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。如金晶科技專利《一種用于光伏TCO玻璃的在線鍍膜生產(chǎn)設(shè)備》提到的，傳統(tǒng)在線鍍膜生產(chǎn)設(shè)備并不適用TCO玻璃生產(chǎn)，噴涂得到的膜層存在死角且均勻性較差，最終鍍膜效果不理想。因此，廠商需要在浮法線新建或冷修期間根據(jù)自身工藝經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)需要從設(shè)計(jì)端開始改造，熔化、錫退、錫槽、退火、切裁、包裝、成品等各工段都需要配合TCO鍍膜玻璃生產(chǎn)調(diào)整硬件和工藝。設(shè)備自研技術(shù)難點(diǎn)包括：（1）鍍膜反應(yīng)器在高溫環(huán)境中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（400~700℃工作溫度）；（2）鍍膜反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)合理性；（3）鍍膜環(huán)境調(diào)節(jié)裝置解決鍍膜與浮法生產(chǎn)環(huán)境矛盾，例如TCO玻璃底膜在錫槽鍍制、功能膜在退火窯A0區(qū)鍍制，錫槽排放氣體氣流順向、退火窯溫差氣流逆向，氣流場不穩(wěn)定，并且兩塊區(qū)域橫向溫差較大，容易造成膜層厚度不均勻。設(shè)備自研能力一方面保證廠商初始投資成本低于外購海外整線的競爭對手，另一方面有效防止工藝擴(kuò)散，助力廠商工藝快速迭代。工藝端，在線鍍膜系統(tǒng)復(fù)雜，工藝優(yōu)化和控制難點(diǎn)主要體現(xiàn)在：一是生產(chǎn)良率，產(chǎn)品性能本身存在相互制約關(guān)系，膜層性能指標(biāo)受多項(xiàng)因素影響，同時(shí)精準(zhǔn)調(diào)控多變量才能實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)解；二是生產(chǎn)效率，在保障生產(chǎn)效率前提下較難提高反應(yīng)氣體利用率與膜層均勻性。TCO膜層性能相互制約，工藝優(yōu)化難度較大。例如TCO玻璃透過率、導(dǎo)電性對氧空位、摻雜的要求相互矛盾，二者最優(yōu)性能不可兼得；又如霧度提高有時(shí)會大幅降低透光率，雖然霧度和透過率沒有直接對應(yīng)關(guān)系，但霧度提高常常是建立在薄膜膜層增厚而引起表面粗糙度增加的前提下的，而薄膜厚度增厚影響可見光透過率。TCO膜層性能受多項(xiàng)因素影響，包括膜層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、前驅(qū)體、氟摻雜量、催化劑、退火處理等。（1）膜層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：以FTO組分為例，玻璃基板主要成分SiO2折射率為1.55，頂層SnO2的折射率為2.0，折射率差值會導(dǎo)致色差出現(xiàn)；同時(shí)高溫工藝下玻璃基板中堿金屬離子（主要是鈉離子）會向頂層SnO2滲透并破壞膜層結(jié)構(gòu)，因此FTO膜層基礎(chǔ)膜層結(jié)構(gòu)通常由底膜SnxSiyO2（阻擋層+消色層）+SnO2∶F頂膜（導(dǎo)電功能層）構(gòu)成。理論上，底膜SnxSiyO2應(yīng)沿膜層法向形成成分連續(xù)漸變狀態(tài)，以消除層與層之間的突變界面，從而使得基板與功能膜界面融合聯(lián)結(jié)，改善透過率。漸變結(jié)構(gòu)通過調(diào)整不同的Si/Sn沉積率來調(diào)節(jié)。（2）前驅(qū)體、摻雜：在線CVD法制備FTO薄膜原料為錫源、氟源氣態(tài)反應(yīng)前驅(qū)物，不同前驅(qū)物、摻雜鍍制薄膜性能各有差異。以氟源前驅(qū)物為例，據(jù)《不同氟源對FTO薄膜性能影響及其作用機(jī)理》（樊琳等，2018），不同氟源F-和SnO2晶粒間的鍵