光伏TCO玻璃行业专题报告：TCO玻璃的前世今生与格局推演20230407.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 [Table_MainInfo] [Table_Title] 2023.04.07 TCO玻璃的前世今生与格局推演 ——光伏TCO玻璃专题报告 鲍雁辛(分析师) 杨冬庭(分析师) 0755-23976830 0755-23976166 baoyanxin@gtjas.com yangdongting@gtjas.com 证书编号 S0880513070005 S0880522080004 本报告导读： 光伏 TCO 和建筑 LOW-E 同属大规模制造范畴，目前钙钛矿容量下 TCO 综合经济 性仍需等待，展望 TCO放量后核心竞争要素仍是超白资源和镀膜工艺调试能力。 摘要： [Table_Summary] ⚫ 本文从镀膜工艺出发探讨光伏 TCO的技术路线、壁垒与上量契机， 我们认为光伏 TCO 和建筑 LOW-E 同属大规模制造范畴，在当前钙 钛矿市场容量下，综合经济性仍需等待，但超白资源和镀膜工艺流 程管控能力是可以储备的竞争能力。重点推荐：信义玻璃、旗滨集 团、南玻A，受益标的：金晶科技、耀皮玻璃。 ⚫ 从晶硅到钙钛矿，玻璃角色从辅材转为主材，成本占比显著提升。 晶硅路线中，玻璃仅作为组件环节的封装材料，起保护组件和透光 的作用；而钙钛矿路线中，玻璃直接参与了薄膜电池的制备，作为 沉积膜层的基础，并提供导电层，成为光伏器件的基本组成单元， 在电池中成本占比由7%提升至30%。 ⚫ 光伏 TCO更靠近建筑 low-e的大规模生产模式，在线与离线镀膜路 线各具优势。从全球的主要玩家分布以及镀膜产线设备上看，建筑 和光伏镀膜均属于大规模制造范畴，而电子 ITO 更偏向精密制造领 域。目前光伏 TCO镀膜路径中，在线和离线模式并存，市场主流观 点目前认为在线镀膜路径的理论成本更低，但同时我们需要考虑到 的是，企业在实际的生产决策中对性价比的考虑可能是多维度的， 比如在线 TCO一旦生产难以转产其他玻璃品种且终端废品无法再回 收带来良率的损失，尤其在TCO玻璃需求尚不确定的时候。 ⚫ 壁垒：超白浮法原片限定玩家，流程工艺管理决定赢家。TCO 所需 超白浮法原片有较高生产门槛，同时，受制于浮法产能指标，预计 较量将在已有超白浮法线的厂商间展开。在原片的基础上，TCO 玻 璃需要攻克的难关是镀膜良率问题，镀膜设备只是是表层壁垒，无 论在线/离线镀膜设备均可以外购，但设备和工艺匹配程度带来的良 率持续提升是一项系统性工程，背后是企业的镀膜工艺调试能力。 ⚫ 催化：关注需求确定性与转产性价比的提升。对比晶硅上量历程， 钙钛矿需求短期看仍缺乏强行政催化，同时又面临着和晶硅经济效 益的直接竞争，这一竞争在 23年多晶硅价格快速下行下变得更加不 利。同时从企业排产效益看，钙钛矿装机量的不足意味着转产 TCO 面临较高的不确定性风险，与生产建筑玻璃的性价比相比较，工程 玻璃售价更高的头部企业的转产节点或许尚未到来。 ⚫ 风险提示：钙钛矿需求不及预期；镀膜技术壁垒难以突破。 [Table_Invest] 评级： 增持 上次评级： 增持 [Table_DocReport] 相关报告 玻璃及玻璃制品业《供需结构修复，有限 浮法弹性下择优配置》 2022.06.30 玻璃及玻璃制品业《打造光伏材料系统型 供应商》 2021.12.19 玻璃及玻璃制品业《调整充分价值凸显， 向淡季不淡行情演绎》 2021.10.15 玻璃及玻璃制品业《竞争模式重塑，国产 机遇来临》 2021.06.10 行 业 深 度 研 究 股 票 研 究 证 券 研 究 报 告 [Table_industryInfo] 玻璃及玻璃制品业 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 of 17 目 录 1. 投资故事 . 3 2. 晶硅到钙钛矿，玻璃从幕后走向台前 . 4 3. 从广义镀膜玻璃视角看光伏TCO玻璃 . 6 3.1. TCO靶材：透明导电氧化物，具备光和电的双重优势 . 6 3.2. 镀膜工艺：在线更高效，离线更灵活 7 3.3. 光伏TCO的离线与在线之争尚无定论 8 3.3.1. 镀膜工艺选取由理论性价比与实际生产灵活度共同决定 . 8 3.3.2. 靶材各有所长，镀膜工艺是主要抉择要素 . 9 3.4. 区别于精密制造下的 ITO 电子显示镀膜，光伏与建筑镀膜同属 大规模工业化镀膜范畴 10 4. 超白资源和镀膜工艺能力为竞争核心 11 5. 关键的催化：需求确定性+转产性价比提升 . 13 5.1. 光伏压延的上量历程复盘：政策驱动到经济效益驱动 13 5.2. 钙钛矿的产业规模仍不足以支撑光伏TCO综合经济性体现 15 6. 风险提示 . 16 QUpXgVcXhVoYjYjZKXJXtU7N8Q8OpNqQtRoNkPqQqMlOnNyQbRtRnMNZtOoNwMtPmR 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 of 17 1. 投资故事 从晶硅到钙钛矿，玻璃角色从辅材转为主材，成本占比显著提升。晶 硅路线中，玻璃仅作为组件环节的封装材料，起保护组件和透光的作 用；而钙钛矿路线中，玻璃直接参与了薄膜电池的制备，作为沉积膜 层的基础，并提供导电层，成为光伏器件的基本组成单元，在电池中 成本占比由7%提升至 30%。 广义 TCO玻璃指以 TCO材料为膜层的镀膜玻璃，TCO靶材决定了光 电性能，而镀膜工艺决定了生产经济性。1）从 TCO 靶材看，主流靶 材包括 FTO/ATO/ITO，其中 ITO 导电性能最好主要用于电子显示领域， 而 FTO的热稳定性和耐候性更好常见于建筑、光伏等领域；2）从镀膜 工艺看，在线镀膜依附于浮法产线，利用浮法生产本身的温度，理论 的制造成本更低、膜层质量更好，离线镀膜则多为另起一条镀膜线， 其优势在于产线调整的灵活性更好。 工艺路径上，光伏 TCO 更靠近建筑 low-e 的大规模生产模式，在线与 离线镀膜路线目前在光伏 TCO 领域各具优势。从全球的主要玩家分布 以及镀膜产线设备的设计上看，建筑和光伏镀膜均属于大规模制造范 畴，而电子 ITO 更偏向精密制造领域。目前光伏 TCO 镀膜路径中，在 线和离线模式并存，市场主流观点目前认为在线镀膜路径的理论成本 更低，但同时我们需要考虑到的是，企业在实际的生产决策中对性价 比的考虑可能是更多维和综合性的，比如在线 TCO 一旦生产难以转产 其他玻璃品种且终端废品无法再回收带来良率的损失，尤其在 TCO 玻 璃需求尚不确定的时候。 壁垒：超白浮法原片限定玩家，流程工艺管理决定赢家。TCO 所需超 白浮法原片有较高生产门槛，同时，受制于浮法产能指标，预计较量 将在已有超白浮法线的厂商间展开。在原片的基础之上，TCO 玻璃需 要攻克的难关是镀膜良率问题，而良率提升是一项系统性工程，要求 玻璃厂商具备优异的全流程工艺管理能力。 目前来看，国内大规模生产光伏 TCO 玻璃的厂家及产线规模仍然较少， 里面核心因素可能在于转产的综合经济性尚未体现，我们认为在 TCO 玻璃的竞争中，无论是在线还是离线镀膜，设备壁垒其实都是表层壁 垒，在线镀膜机和离线镀膜产线的完整解决方案都可以通过外购解决 且设备购买本身不存在瓶颈，最后不可或缺的还是超白资源“硬条件”， 同时辅以相关的镀膜工艺调试的“软能力”。这意味着，一旦薄膜电池装 机开始放量，拥有相关资源和工艺壁垒的企业都可以通过配套相关设 备来上量，竞争格局也可能由此重塑。 催化：关注需求确定性与转产性价比的提升。对比晶硅上量历程，钙 钛矿需求短期看仍缺乏强有力的行政产业催化，同时又面临着和晶硅 经济效益的直接竞争，这一竞争在 23 年多晶硅价格快速下行下变得更 加不利。同时从企业排产效益看，钙钛矿装机量的不足意味着转产 TCO 面临较高的不确定性风险，与生产建筑玻璃的性价比相比较，工 程玻璃售价更高的头部企业的转产节点或许尚未到来。 投资建议：我们认为光伏 TCO 和建筑 LOW-E 同属大规模制造范畴， 在当前钙钛矿市场容量下，综合经济性仍需等待，但超白资源和镀膜 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 of 17 工艺流程管控能力是可以储备的竞争能力。重点推荐：信义玻璃、旗 滨集团、南玻A，受益标的：金晶科技、耀皮玻璃。 表 1：相关公司估值 代码 公司名称 收盘价 总市值 PB EPS PE （亿元/亿港元） 2022E 2023E 2022E 2023E 0868.HK 信义玻璃 13.50 556.83 1.82 1.27 1.58 10.63 8.54 601636.SH 旗滨集团 10.26 275.33 2.53 0.53 0.70 19.36 14.66 000012.SZ 南玻A 6.71 160.35 1.65 0.69 0.74 9.72 9.07 600586.SH 金晶科技 8.36 119.45 2.29 0.36 0.62 23.22 13.48 600819.SH 耀皮玻璃 5.80 54.23 1.24 - - - - 数据来源：wind，国泰君安证券研究。P.S.信义玻璃、旗滨集团、南玻A盈利预测采用国君建材预测值，其余为 wind一致预期。 2. 晶硅到钙钛矿，玻璃从幕后走向台前 钙钛矿太阳能电池，指使用钙钛矿型复合氧化物晶体结构的化合物作 为吸光半导体材料的太阳能电池。本指化学式为 CaTiO3 的矿物质以及 拥有 CaTiO3结构的金属氧化物，现指代拥有 ABX3型晶体结构的化合 物。与其他种类的太阳能电池相比，其具备原料丰富、制备成本低、 光电转换效率高等优势，是目前最具产业前景的新型薄膜太阳能电池。 钙钛矿材料比普通晶硅材料的理论效率和可加工性更好。硅材料的种 类和结构单一，由硅原子通过共价键连接构成，这使得硅材料光电性 质固定、加工困难、对缺陷的包容性差。而钙钛矿材料是由多种不同 的元素以特定顺序排列而成的 ABX3 型化合物，元素间通过离子键连 接，材料的特点使得其 1）可溶性加工，能够降低制备成本；2）对缺 陷有良好包容性，赋予其高光电特性；3）组分有多种元素可选择，带 隙等光电性质在很大程度上可调。 图 1：硅材料中的硅原子通过共价键连接 图 2：钙钛矿材料元素间通过离子键连接，成三维网状结构 数据来源：半导体材料与工艺公众号，《Synthetic Approaches for Halide Perovskite Thin Films》 工艺上，晶硅电池以硅片为衬底，而钙钛矿电池以 TCO 玻璃为衬底， 玻璃从辅材走向主材。晶硅电池组件中，晶硅可以直接充当衬底，玻 璃并没有参与晶硅电池片的制造，仅作为组件环节的封装材料，起到 保护、透光功能；而在钙钛矿电池组件中，钙钛矿材料本身无法充当 衬底，主要由 TCO 玻璃作为衬底，玻璃直接参与到了薄膜电池的制备 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 of 17 之中，作为沉积膜层的基础，对电池本身的性能有较大影响。 TCO 玻璃作为前电极，同时承担着载体、透光、导电三种功能，重要 性显著提升。1）为电池的多层膜材料结构提供物理上的机械支撑；2） 让太阳光透过，并被光伏材料吸收转换为电能；3）作为电极材料成为 光伏器件的基本组成单元。 图 3：晶硅电池以硅片为衬底，玻璃并未参与电池片制造环节 数据来源：索比光伏网、中科院电工所、中国知网（由左到右：PERC、TOPCON、HJT） 图 4：钙钛矿电池的结构与晶硅电池不同，钙钛矿材料本身无法充当衬底，玻璃担此重任 数据来源：《钙钛矿太阳能电池研究进展》（左：介孔PSC、右：n-i-p结构平面PSC） 钙钛矿路线中玻璃的成本占比提升。依据协鑫光电公布的 100MW级别 钙钛矿组件量产成本构成中，玻璃及其他封装材料成本占比最高，达 到 34.0%，其次是电极材料，占比 30.9%；然而，在单晶单玻组件的成 本构成中，玻璃成本仅占7%。 图 5：玻璃在钙钛矿组件中所占成本比重较在晶硅组件中有显著提升（左：钙钛矿、右：晶硅） 数据来源：协鑫光电、光伏盒子、国泰君安证券研究 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 of 17 钙钛矿所需玻璃的单位价值量显著提升。我们对目前晶硅和钙钛矿路 线单 GW 装机所需玻璃价值做一个简单测算，依据现阶段钙钛矿组件 的转换效率及 TCO 玻璃价格做大致测算，钙钛矿组件的单 GW 正面玻 璃价值量约为晶硅组件的3倍。 表 2：钙钛矿组件单GW玻璃价值量高于晶硅组件 钙钛矿 PERC 单位装机（GW） 1.00 1.00 中试/量产效率 16.00% 23.00% 单位面积功率（W/平） 160.00 230.00 衬底/面板玻璃需求（百万平） 6.25 4.35 3.2mm光伏玻璃单价（元/平） - 26.50 3.2mmTCO玻璃单价（元/平） 60.00 - 单GW正面玻璃价值量（亿元/GW） 3.75 1.15 数据来源：卓创资讯、CPIA、国泰君安证券研究 3. 从广义镀膜玻璃视角看光伏TCO玻璃 市面上习惯以 TCO玻璃专指太阳能薄膜电池用的玻璃，实际上 TCO材 料有很多不同的组成成份和应用形式，广义 TCO 玻璃是将不同的 TCO 材料以镀膜形式负载于平板玻璃之上，广泛应用于建筑、电子显示、 光伏等多个不同下游领域。 因此本章节中，我们从广义的镀膜玻璃角度出发，探讨探讨光伏 TCO 的技术路线，以及其与建筑、电子显示用 TCO 玻璃的异同，由此更好 理解不同应用场景下的镀膜玻璃生产壁垒在哪里，以及其生产所需要 的能力之间是否有共性。 我们认为，在实际的产业化过程当中，镀膜的离线/在线路径之争将最 终由理论性价比与实际生产灵活度共同决定，在线镀膜的理论成本更 低、镀膜质量更好，但离线镀膜在实际生产中的灵活度更高。而从横 向对比看，光伏 TCO和建筑 Low-E有更高的工艺相似性，而电子显示 ITO更靠近精密制造领域，与前两者的规模化镀膜有显著工艺差异 3.1. TCO靶材：透明导电氧化物，具备光和电的双重优势 TCO 材料兼具透光性和导电性，广泛用于光电相关领域。TCO 是透明 导电氧化物（Transparent Conductive Oxide）的简称，顾名思义该材料 同时具备“可见光透过率高”和“导电性能好”的特点，因此广泛应 用于光电相关领域。TCO 材料多种多样，包括 In、Sn、Zn 和 Cd 的氧 化物及其复合多元氧化物，其中主流应用的氧化物包括 ITO（氧化铟 锡）、FTO（掺氟SnO2）和 ATO（掺铝ZnO） 以 TCO 材料为膜层的镀膜玻璃均可称之为广义的 TCO 玻璃。TCO 材 料的载体往往是平板玻璃，最终以镀膜玻璃的形式大范围应用在传统 建筑、电子显示和光伏等产业之中。 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 of 17 表 3：广义TCO玻璃的分类 分类标准 类别 膜层成分 ITO玻璃：掺杂锡的氧化铟（In2O3:Sn）导电玻璃 FTO玻璃：掺杂氟的氧化锡（SnO2:F）导电玻璃 AZO玻璃：掺杂铝的氧化锌（ZnO:Al）导电玻璃 镀膜工艺 在线镀膜TCO玻璃：主要采用CVD工艺镀膜 离线镀膜TCO玻璃：主要采用PVD工艺镀膜 应用场景 建筑玻璃 电子显示玻璃 光伏玻璃 数据来源：中国知网，国泰君安证券研究 表 4：广义TCO的主要下游应用及其对应的功能特性 场景 主要靶材 应用形式 主要功能 传统建筑 FTO/银 Low-E玻璃 利用靶材的光学性能，可见光透过率高的同时可以阻隔红外线，发挥自然采光和隔热节能的双重功效 电子显示 ITO ITO玻璃 利用TCO材料的电学性能，氧化铟透过率高，氧化锡导电能力强，液晶显示器所用的ITO玻璃正是一种具有高透过率的导电玻璃 光伏产业 FTO/AZO TCO玻璃 利用TCO材料的光电性能，TCO玻璃一方面让阳光透过并被半导体材料吸收完成光电转换，另一方面作为电极材料成为光伏器件的基本组成单元 数据来源：中国知网，国泰君安证券研究 3.2. 镀膜工艺：在线更高效，离线更灵活 依据镀膜工序和玻璃原片生产同步进行与否，广义的 TCO 镀膜玻璃制 备可分为在线、离线镀膜两种生产方式，其中，在线镀膜主要采用 CVD工艺，离线镀膜主要采用PVD磁控溅射法。 在线镀膜：膜层质量稳定、效率高，但过程工艺把控难度高 在线镀膜指的是将镀膜工序直接放在浮法产线的冷却工艺过程中完成， TCO 原料以气态的形式输送到玻璃板上方并扩散到高温玻璃板表面， 经过吸附、化学分解反应、再沉积合成镀膜膜层。在线镀膜优势在于， 直接依托于原有的浮法玻璃产线，无需二次加热镀膜，理论生产成本 较低、效率高，且在线镀膜形成的膜层化学成分更为稳定，膜层质量 更好。但其劣势在于，在高温下镀膜的工艺参数控制难度较大。 图 6：在线镀膜生产线主要在锡槽末端或退火窑前端安装镀膜设备 数据来源：《在线Low-E&TCO镀膜玻璃工艺》 离线镀膜：工艺调整灵活度高，但效率低、设备与产线成本高 离线镀膜指在浮法原片生产完成后进行镀膜，一般需要另起一条镀膜 产线，具体的镀膜工艺可以是 CVD、PVD、溶胶凝胶法等，但最为常 见的离线工艺还是 PVD，将原片生产完成后经过清洗、再加热，通过 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 of 17 磁控溅射技术镀膜，然后冷却、刻蚀，完成镀膜。离线镀膜可以更加 精准把控膜层厚度和均匀性，方便控制工艺参数，灵活性较好，但是 因为需要另起一条镀膜线，进行再加热，存在理论制造成本更高、工 序复更繁杂等劣势。 图 7：离线镀膜生产线中含多种设备，产线成本较高 数据来源：《TCO玻璃的应用及制备方法》 表 5：在线镀膜与离线镀膜比较 生产方式 在线镀膜 离线镀膜 主流工艺 CVD PVD 相应靶材类别 FTO ITO、AZO 镀膜原理 将镀膜工序直接放在浮法产线的冷却工艺过程中 完成，TCO 原料以气态的形式输送到玻璃板上方 并扩散到高温玻璃板表面，经过吸附、化学分解 反应、再沉积合成膜层。 将超白浮法玻璃经过清洗、预加热，采用磁控溅射技 术，即在真空状态下利用离子轰击靶材, 使靶材中的分 子或原子逃逸出来, 并沉积到玻璃基底表面形成薄膜， 然后冷却、刻蚀，完成镀膜。 优势 膜层化学成分及结构相对稳定；基底与膜层间易 形成扩散层, 膜层牢固、适应性强；镀膜工艺集 成在玻璃成型过程中，生产效率较高 方便控制工艺参数，膜层厚度和均匀性控制准确，灵 活性较高；镀膜设备模块化设计，产能调整方便；沉 积层在真空条件下获得，膜层的纯度高 劣势 工艺参数控制难度较大，膜层质量把控更考验厂 商技术能力；未预留镀膜设备空间的原片产线改 造难度较大 设备价格较高，工序复杂，效率较低，综合制造成本 较高 数据来源：中国知网、国泰君安证券研究 3.3. 光伏TCO的离线与在线之争尚无定论 关于光伏 TCO玻璃的技术路径，可以从两个维度讨论，一个是 TCO靶 材的选择，另一个是在线和离线路径的选择。但从企业建线的角度来 说，一般主要抉择在于选在线还是离线镀膜工艺，而不同镀膜工艺对 应着不同的适用靶材。 3.3.1. 镀膜工艺选取由理论性价比与实际生产灵活度共同决定 目前市场主流观点认为，TCO 在线镀膜的效率高、成本低，符合光伏 产业对性价比的追求，更有机会成为主流。但从实际生产的角度考虑， 对于玻璃企业而言，在线和离线镀膜灵活程度的差异也是关键的考虑 要素。 上一轮光伏 TCO产线投建高峰期，离线与在线路线选择并存。2011年 左右，硅料价格仍在高位之时，市场对低成本薄膜电池的产业化有较 高期待，彼时国内外已有多家企业进行 TCO 镀膜玻璃的技术储备与生 产，其中，国外头部玻璃企业主要采用在线镀膜工艺，国内企业在线 与离线并存，较多采用离线工艺。 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 of 17 表 6：2011年左右，国内外离线与在线镀膜并行 企业 镀膜工艺 日本旭硝子 在线/离线 日本板硝子 在线 美国PPG 在线 法国圣戈班 在线 旗滨 在线 中航三鑫 在线 中玻蓝星 在线 信义 离线 福莱特 离线 南玻 离线 北方玻璃 离线 秀强玻璃 离线 亚玛顿 离线 数据来源：企业公告、国泰君安证券研究 企业在实际的生产决策当中，出于对综合效益的考量可能使得离线工 艺具备更好的落地优势。在线镀膜的核心优势是将镀膜过程结合到原 片生产过程中进行，节约二次加热成本、效率更高，带来理论的成本 比离线更低。但是，企业在实际的生产决策中对性价比的考虑可能是 更多维和综合性的，比如： 1） 在线镀膜产线用途更加定制化和单一：在线镀膜产线需要在设计之 初即为镀膜设备等预留空间，而且一旦形成 TCO 在线镀膜意味着 产线最终产品中废品的部分无法回到窑炉进行重新熔化和利用（目 前看在线镀膜综合得到的成品率不超过50%）。 2） 对浮法产线改造耗时长，不确定性高：即便不是提前设计预留镀膜 空间，而是直接在超白浮法线上改造，对于目前大多数运行成熟的 超白浮法产线而言，改造耗时长、成本高，改造时长在几个月到一 年多不等，企业需承担的成本除改造成本外，还包括该时间窗口内 产超白浮法的利润；改造过程需要打开锡槽，会对严格的锡槽氛围 产生影响，即使产线能够改造完成，实际生产良率、产品性能均存 在较大不确定性。 3） 离线镀膜产线独立于超白浮法产线，企业只需要额外加装一条镀膜 产线即可。虽然镀膜产线的理论成本高于在线，但是其对超白浮法 产线本身的运行不产生影响，企业能够根据市场需求灵活调整产品 种类，且镀膜环节的工艺调整更为便捷。 3.3.2. 靶材各有所长，镀膜工艺是主要抉择要素 光伏领域主要的TCO靶材包括FTO和AZO。 1）AZO 靶材主要搭配离线工艺，光电性能较优、原料易得且成本低 廉。AZO 玻璃突出优势是膜层原料易得、成本低廉、易于实现掺杂等。 过去 AZO 尚不被看好，主要原因是其耐候性不足、存大面积镀膜技术 问题等，但是目前这些问题已经一定程度上得到解决，AZO 已能够应 用于光伏领域的大规模制造。 2）FTO 靶材主要搭配在线工艺，起源于建筑在线镀膜工艺的流变，膜 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 of 17 层质量高、加工性能优异。FTO 玻璃，原本主要指利用在线镀膜工艺 生产的 Low-E 玻璃，其膜层质量较好、激光刻蚀容易、耐候性强，但 光电性能逊色于ITO玻璃和AZO玻璃。 总体来看，就光伏 TCO 的膜层材料本身而言，AZO 和 FTO 各有所长。 未来光伏 TCO 的技术路线走向何方，决定因素其实在于玻璃厂商对在 线/离线镀膜的选择，也就是说，由镀膜工艺决定靶材，而非由靶材决 定镀膜工艺。 表 7：TCO靶材构成与比较 TCO类别 ITO ZnO （AZO、GZO、BZO等） FTO 材料组成 In2O3 ZnO SnO2 掺杂材料 Sn4+ Al3+，Ga3+，Ba3+，F3+ F-，Sb5+ 常见镀膜工艺 离线PVD 离线PVD 在线CVD 优势 透过率高、导电性好 原料易得、材料成本低、无毒、 易实现掺杂、在等离子体中稳定 性好 膜层硬、激光刻蚀容易、耐候性 较好 劣势 激光刻蚀性能较差、在等离 子体中稳定性差、原料含稀 有元素铟 膜层软、激光刻蚀性能较差、耐 候性不足、存在大面积镀膜技术 问题 导电性较差、透过率偏低 数据来源：中国知网、国泰君安证券研究 表 8 ：各类TCO靶材在关键性能上各有所长 导电率 FTOZnOITO 等离子体频率 FTOZnOITO 热稳定性 ITOZnOFTO 最低成膜温度 ITOZnOFTO 化学耐久性 ZnOITOFTO 氢等离子体中的稳定性 ITOFTOZnO 硬度 ZnOITOFTO 毒性 ZnSnIn 原料成本 ZnSnIn 数据来源：《透明导电氧化物镀膜玻璃的光伏应用前景》、国泰君安证券研究 3.4. 区别于精密制造下的 ITO 电子显示镀膜，光伏与建筑镀 膜同属大规模工业化镀膜范畴 除光伏 TCO 之外，广义 TCO 玻璃还包括建筑 Low-E 玻璃和电子显示 ITO 导电玻璃。比较来看，电子显示 ITO 的镀膜工艺和建筑 Low-E/光 伏TCO有显著差别，可以从两个直观的角度验证这一观点： （1）企业行为：复盘全球玻璃发展历程中，建筑和光伏镀膜做得好的 基本是主流玻璃企业，比如 PPG、圣戈班、皮尔金顿等老牌玻璃企业， 而 ITO 做得好的基本是电子类出身的企业，这本质上可能是大规模工 业化，和精密制造之间的差距。 （2）具体设备：ITO 导电玻璃一般采用立式镀膜设备，设备精密程度 更高，制造出的膜面缺陷远低于建筑/光伏级玻璃；建筑 Low-E 玻璃和 光伏TCO玻璃均采用卧式镀膜设备，更适用于大规模工业制造。 以下我们分别对建筑 Low-E 和电子显示 ITO 做简要介绍，并将其与光 伏TCO进行区分： 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 of 17 建筑 Low-E 玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜 系产品，其低辐射膜本质上就是一种透明导电薄膜，镀膜方式包括离 线和在线两种。此处需要明确的是，在线 Low-E 镀 FTO 膜层，属于广 义 TCO玻璃；离线 Low-E镀 Ag膜层，并非广义 TCO玻璃。经过离线 与在线的并行相争后，随着建筑节能要求的提高，离线 Low-E 凭借其 节能性能优异、灵活度高等优势成为主流。在线 Low-E 的产品类型十 分有限，而离线 Low-E 已发展成单银、双银、三银三大体系，多达上 百种规格产品，通过科学的膜层设计，选用不同的膜层材料和膜层结 构，灵活实现不同的性能要求。 与 Low-E 玻璃相比，光伏 TCO 玻璃在原片及镀膜工艺上有更高要求。 首先，光伏 TCO需要超白浮法原片，保证透光率。其次，光伏 TCO较 Low-E 在膜层质量上要求更高，需同时保证透光率、导电性等关键性 能要求。区分离线和在线镀膜来看，离线镀膜中，Low-E 采用常温制 程，光伏 TCO 需要约 350℃的高温制程，且二者所镀膜层材料有显著 差异；在线镀膜中，Low-E 和光伏 TCO 的镀膜工艺更为相似，并且， 膜层材料均为 FTO，但是在具体配料上仍存在差异，Low-E 主要关注 紫外线和红外线反射的控制，未上升到导电性能。 表 9：与 Low-E相比，光伏TCO在原片及膜层性能上有更高要求 种类 浮法玻璃 Low-E镀膜玻璃 超白玻璃 超白 TCO镀膜玻璃 原料 硅砂、石灰石、白云石、 纯碱、芒硝、煤粉 低铁硅砂、低铁石灰石、低铁白云石、 氢氧化铝、纯碱、芒硝、煤粉 成型工艺 浮法工艺 加工工艺 （镀膜） - 在浮法原片上镀膜制 成（离线 Ag、在线 FTO） - 在超白浮法原片上镀导电膜 制成（离线 AZO、在线 FTO） 性能要求 透光率达86%、辐射率为0.84等 辐射率低于0.25 相较于普白，透光率达92%以上 导电性、光伏透射比、雾 度、激光刻蚀性能、高温稳 定性、大面积均匀性、耐候 性等性能优异 数据来源：旗滨集团招股书、中国知网、国泰君安证券研究 电子显示 ITO 导电玻璃，不适用于光伏等大规模工业化领域，更适用 于精密应用领域。ITO 玻璃具备透过率高、导电性能好等特点，曾经用 于太阳能电池前电极，但是，其激光刻蚀性能较差，并且 In 离子在薄 膜电池制作的 PECVD 工艺中会被 H 离子还原，导致光透过率衰减 80%，导电性大幅下降。同时，在经济性方面，原料 In 是稀有元素， 储量少、价格高。总的来说，ITO 并不适宜大规模用于光伏领域，更适 合电子面板等精密制造领域。 4. 超白资源和镀膜工艺能力为竞争核心 基于对 TCO 玻璃的性能要求、选材、工艺的理解，其与相关品种玻璃 的比较区分，我们认为，光伏 TCO 玻璃规模化生产制造的壁垒在于以 下几个方面： 1）超白浮法原片生产能力是基础，TCO 玻璃的较量预计将在已有超 白浮法线在产的玻璃厂商间展开。一方面，相较于普白，超白浮法的 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 of 17 产线建设以及生产工艺难度更高，对企业的技术工艺有较高要求，具 备相关生产能力的企业较少。另一方面，浮法产能指标受限，企业新 增超白产线，必须进行产能置换，而 TCO 玻璃的需求仍存不确定性， 从资金成本和时间成本来看，无超白产线的企业做产能置换的性价比 较低。此外，超白浮法的原料超白砂稀缺，布局厂商提前锁定资源优 势。生产光伏玻璃需要以铁含量更低（0.012%)的超白石英砂为原料， 超白砂为稀缺资源，国内仅有安徽凤阳、湖南、广东河源、广西和海 南等少数地区存有砂矿资源，行业天然垄断的属性较强。企业自供超 白砂能够有效降低原料成本，稳固成本优势。目前，玻璃厂商中已向 上布局超白砂矿的企业包括信义、福莱特、旗滨等。 2）TCO 玻璃的良率提升是系统性工程，对厂商的全流程工艺管理能 力提出更高要求，关注传统业务工艺管理出色的厂商。目前不论是在 线还是离线光伏 TCO，除镀膜设备无法连续工作的固有局限外，仍然 存在着良率过低的问题。其良率的提升并不是依靠某个关键环节的突 破，而是系统性工程。建筑 Low-E和光伏 TCO的镀膜技术本身无法直 接平移，但是，具备成熟的 Low-E 生产能力的企业，在生产过程中的 全流程工艺管理能力可以复用。 表 10：仅少数玻璃厂商具备超白浮法产线 企业名称 窑炉（座） 日熔量 （吨/日） 合计产能 （吨/日） 目前状态 1 信义 信义节能玻璃(芜湖)有限公司 芜湖二线 700 1900 产超白浮法 信义超薄玻璃（东莞）有限公司 东莞信义二线 700 产超白浮法 信义玻璃（广西）有限公司 北海电子二线 500 汽车玻璃转超白 2 南玻 河北南玻玻璃有限公司 南玻二线 900 2100 产超白浮法 成都南玻玻璃有限公司 南玻一线 500 产超白浮法 清远南玻节能新材料有限公司 超白线 700 产超白浮法 咸宁南玻玻璃有限公司 咸宁一线 0 冷修 3 旗滨 郴州旗滨玻璃有限公司 郴州一线 1000 1500 产超白浮法 漳州旗滨玻璃有限公司 漳州七线 500 产超白浮法 4 金晶 滕州金晶玻璃有限公司 滕州四线 800 1400 产超白浮法 金晶科技股份有限公司 金晶五线 600 产超白浮法 5 中建材 中建材（濮阳）光电材料有限公司 一线 400 400 产超白浮法 6 耀皮 天津耀皮玻璃有限公司 耀皮一线 550 550 白玻转产超白 7 安彩 河南安彩高科股份有限公司 安彩线 600 600 产超白浮法 8 旭硝子 旭硝子特种玻璃（大连）有限公司 旭硝子一线 600 600 产超白浮法 数据来源：卓创资讯，国泰君安证券研究 资源+工艺的竞争壁垒决定了 TCO 放量后的终局竞争稳态。目前来看， 国内大规模生产光伏 TCO 玻璃的厂家及产线规模仍然较少，里面核心 因素可能在于转产的综合经济性尚未体现（这一点将在下一章节展开 讨论）。我们认为在 TCO 玻璃的竞争中，无论是在线还是离线镀膜，设 备壁垒其实都是表层壁垒，在线镀膜机和离线镀膜产线的完整解决方 案都可以通过外购解决且设备购买本身不存在瓶颈，最后不可或缺的 还是超白资源“硬条件”，同时辅以相关的镀膜工艺调试的“软能力”。 这意味着，一旦薄膜电池装机开始放量，拥有相关资源和工艺壁垒的 企业都可以通过配套相关设备来上量，竞争格局也可能由此重塑。 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 13 of 17 5. 关键的催化：需求确定性+转产性价比提升 本章中，我们主要讨论光伏 TCO 玻璃大规模产业化的催化和契机在何 处，由此我们复盘对比了晶硅组件用光伏压延玻璃的上量历程，以及 龙头企业进入光伏玻璃行业的契机。 我们认为对比晶硅上量历程，钙钛矿需求短期看仍缺乏强有力的行政 产业催化，同时又面临着和晶硅经济效益的直接竞争，这一竞争在 23 年多晶硅价格快速下行下变得更加不利。同时从企业排产效益看，钙 钛矿装机量的不足意味着转产 TCO 面临较高的不确定性风险，与生产 建筑玻璃的性价比相比较，工程玻璃售价更高的头部企业的转产节点 或许尚未到来。 5.1. 光伏压延的上量历程复盘：政策驱动到经济效益驱动 复盘玻璃企业进入光伏压延的契机，我们认为，玻璃作为大规模制造 重工业领域，要实现更好的经济效益，两个关键的产业化阶段会是重 要契机：1）有力政策打开潜在需求空间阶段，这一阶段尽管玻璃本身 相对效益还不显著，但政策推动下行业潜在空间快速打开，部分企业 开始进行份额卡位；2）经济效益和确定性凸显阶段，补贴褪去后市场 化装机带来的行业确定性增加，同时光伏玻璃的生产趋于成熟，更多 企业会在这一阶段进入，但这一阶段竞争加剧会使得成本把控能力变 得更为重要。 2006-2012 年，国内光伏发电开启产业化进程，首批入局的玻璃企业以 前瞻性眼光把握潜在需求、率先卡位。2006 年 1 月 1 日起，我国《可 再生能源法》正式实施。2007 年，《可再生能源中长期发展规划》出台， 分阶段设定光伏装机目标。国内的光伏发电项目快速走向市场化，装 机量高速增长。回顾该时期的光伏玻璃行业，2006 年，福莱特、南玻、 信义等企业，抓住光伏产业起步的机遇，通过技术引进、自主研发等 方式，打破了旭硝子、板硝子、圣戈班、皮尔金顿的技术垄断，填补 我国在超白光伏压延玻璃领域的空白。截至 2012 年底，我国光伏玻璃 产能达6275T/D，其中，信义与福莱特CR2达42%，形成双寡头格局。 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 14 of 17 图 8：2006-2012年，国内光伏发电开启产业化进程，首批入局的玻璃企业把握潜在需求、率先卡位 数据来源：CPIA、国家能源局、企业公告、国泰君安证券研究 图 9：2020年至今，光伏发电正式进入平价时代，需求确定性强，光伏玻璃产能加速释放，龙头加速布局 数据来源：CPIA、国家能源局、企业公告、国泰君安证券研究 2013-2019 年，补贴推动光伏产业规模化，经济性尚未跑通，光伏玻璃 行业产能虽有扩张，部分传统企业仍然谨慎。2013-2017 年，伴随着国 家对光伏产业重要战略地位的明确，以及补贴的实施，我国光伏发电 走向大规模产业化。2018-2019 年，受“531 新政”影响，市场对补贴 退坡下的光伏产业持续性发展预期不明朗，新增装机放缓，同期，受 需求下降及产能置换政策的双重影响，光伏玻璃产能增长放缓，2019 年年底产能达 25360T/D。该阶段，光伏玻璃行业维持着信义、福莱特 双寡头的竞争格局，其他玻璃主流厂商尚未入局。比较玻璃行业龙头 行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 15 of 17 的 ROIC，2013-2019 年光伏玻璃的回报率并未显著高于浮法玻璃和汽 车玻璃，加之该阶段光伏发电的无补贴经济性仍有待验证，头部厂商 相对谨慎。 图 10：头部玻璃厂商2013-2019年ROIC差距趋于收窄，光玻回报率并未显著高于浮法和汽玻（%） 数据来源：Wind、国泰君安证券研究 2020 年至今，光伏发电正式进入平价时代，需求确定性