上海虹口含铟废料回收之氧化铟锡的结果与讨论   

  实验中藉由X-ray绕射所得之平面间距（d-spacing）来分析镀层内应力相对大小。在Lohmann的研究中提出，当镀层内存在平面双轴向压应力时，由于体积守衡关系，其优选堆积面的平面间距会增加；反之，若镀层内存在平面双轴向张应力时，其优选堆积面的平面间距会减少。根据实验室在氧化铟锡薄膜的研究中，发现氧化铟锡薄膜有（222）之从优取向。因此实验中藉由（111）平面间距离的变化，探讨镀层内应力相对大小。   

  氧气流量和镀层（111）平面间距离d值变化情形。由图中可看出薄膜平面间距离d值随着氧流量的增加而增加且皆大于无应力时之理论值(因为氧化铟锡为一fcc立方晶系，d=2.920815A）显示镀层存在一压应力状态。在氧化铟锡薄膜成分分析研究中，当氧气流量增加时，有较多氧原子会填入氧空位，当氧空位存在时，容易造成邻近原子往内聚，形成一残留张应力。因此随着氧气流量增加，氧空位的减少，使得薄膜内残留压应力增加。所以随着氧气流量的增加，镀层内相对压应力也随之增加，故有较大之d值。

  随着氧气流量的增加，镀层内相对压应力随之增加，亦可从溅镀速率来得知。根据Kaizo等人的研究显示，溅镀过程中溅镀速率的改变，会影响镀层之内应力；在较低之溅镀速率，亦即增加溅镀的时间，便可增加原子或离子对镀层锤击(peening)作用，会使得镀层内残留压应力随之增加。随着氧气流量增加，镀层之溅镀速率（depositionrate）随之降低，因此增加原子或离子对镀层锤击的时间，有提升压应力之效果。   

  实验中以钻石头刮取镀层表面，并辅以光学显微镜观察镀层破坏的模式。图2是经刮痕试验后，镀层的破坏型态光学显微镜照片，由图中可看出镀层为一完全附着于基材之同形状的半圆形裂痕轨迹（conformal cracking）。所以镀层破坏为一张应力破坏，因此在弹性限内镀层中若有残存轴向压应力，应有助于平衡相反之作用力所产生之张应力分量，如此便可增加临界荷重，亦即增加附着性。 图片 　　镀层附着性质系利用刮痕(scratch)试验去量测临界荷重（Lc）。图3是在不同氧气流量下，镀层和基材界面间附着性之情形。由图中可看出随着氧气流量的增加，镀层和基材间附着性随之增加。根据相对应力大小得知ITO薄膜随着氧气流量增加，其相对压应力随之增加，依破坏模式而言，压应力的增加有助于提升刮痕临界荷重，增加附着性，故随着氧气流量的增加，镀层和基材间附着性会随之增加。因考虑增大氧气流量会降低导电性质和避免溅镀过程中产生电弧(arc)，使得电浆不稳定，故制程中不再增加氧气流量。

上海虹口含铟废料回收之铟的工业来源

  铟多数与其性质类似的锌、铅、铜和锡等共生，现已发现有自然铟、硫铟铁矿(FeIn2S4)、硫铟铜矿(CuInS2)、硫铜锌铟矿[(Cu，Zn，Fe)3(In，Sn)S4]和羟铟矿[In(OH)3]等5种含铟矿物。

  铟在硫化矿中的含量最高，闪锌矿是主要工业来源，铜矿、方铅矿、黄锡矿与锡石也含有较高的铟，但由于产量极少，非常分散，不能作为直接生产铟的原料，一般是从锌、铅、锡等重金属冶炼的副产物中回收生产。

  由于稀散金属离子在化学性质上有许多相似之处，造成分离、富集、回收上的困难，近年来，随着铟需求量不断增加，对于铟的富集、回收进行了很多的研究。

上海虹口含铟废料回收之HJT产业链的发展可以做到无铟化吗？  

  关于HJT产业链是否会使用不含铟的AZO作为TCO镀膜的材料？这一问题实际上是一个经济性问题。众所周知，AZO在导电性、透光性等方面的综合表现劣于ITO，但其成分结构中并不含铟。ITO和AZO的性价比比较主要关注两个因素：    

   （1）纯AZO镀膜的HJT电池效率比ITO低多少？低效率所对应的组件售价折价是多少？  

   （2）铟价对成本的影响是多少？    根据SOLARZOOM新能源智库的分析，高效率电池相比低效率电池可以节省在组件、BOS环节与面积相关的成本项。这其中包括了玻璃、胶膜、支架、水泥基础、组件安装人工，等等。上述项在国内光伏电站的成本结构中的价值量约为0.9元/W（含税）。故而，电池片转换效率高1个百分点（即在24%电池效率的基础上的4.17%）对应的销售溢价折0.038元/W。根据迈为股份所提供的数据，纯AZO的HJT电池片效率比基于ITO的HJT电池片效率低0.5%左右。故而，所对应的销售溢价折0.019元/W，不含税差异为0.017元/W。    

  换言之，如果ITO靶材的每W成本相比AZO靶材的每W成本显著超过了0.017元/W，则使用AZO的性价比会更高。在假定AZO靶材及ITO靶材的加工费相同的情况下，SOLARZOOM智库计算得到：当铟价达到5000元/kg左右水平时，ITO靶材的每W成本比AZO靶材的每W成本高出0.017元/W左右。换言之，只要铟价上涨不超过5000元/kg，用ITO相比AZO都是更为有利的。而若铟价显著超过5000元/kg时，HJT产业链就有足够动机将ITO替换为AZO。而考虑到性价比平衡点的“超调”及历史铟价的高点水平（6250元/kg），待HJT产业链爆发时，铟价在上涨到5000-6000元/kg的历史高位前完全不会引发需求的大规模替代效应。

上海虹口含铟废料回收之铟的提取             

  上海虹口是铟的故乡，铟生产大国，上海虹口省是上海虹口铟资源开发重点地区与生产大省。一般铟的提取过程可分为四阶段：一是在主要重有色金属冶炼过程中的富集，作为综合利用副产品回收；二是制取铟富集物；三是通过种种化学冶金过程制取粗铟；四是电解粗铟获得4N(99.99%)的精铟。目前全球提取铟的主要工艺为萃取-电解法，其原则工艺流程：含铟原料→富集（铟含量宜≥0.002%）→浸出→净化→萃取→反萃取→锌（铝）置换→海绵铟→电解精炼→精铟。      

  目前铟的提取-半成品加工-使用-回收再生已成为一个非常有效的循环经济，完全成熟，2006年全球再生铟产量就已超过原生铟的，前者75%以上是用新废料回收的，因为全球2016年铟的78%用于ITO靶村制备。制备靶材时ITO的利用率很低，仅20%~30%，其余的即是提取的新废料，含39%铟~55%铟，2.25%锡~3.15%锡，以及微量铜、硅、铁等杂质。         

  回收再生铟的废料有新的与旧的，新者是指生产靶材时的工艺废料与生产ITO导电膜的靶材余料，旧废料是指使用寿命到期的含铟电子产品，如液晶屏等，但新废料占主导地位，上海虹口已掌握成熟的废靶回收技术，但ITO靶材生产技术与工业发达国家的相比还有较大差距。

上海虹口含铟废料回收之什么是铟？  

  铟属于稀散金属，具有质软、延展性好和导电性等特点，它的可塑性强，有延展性，可压成极薄的金属片。被广泛应用于宇航、无线电和电子工业、医疗、国防、高新技术、能源等领域。 

  生产ITO靶材是铟锭的主要消费领域，占全球铟消费量的70%；其次电子半导体领域，占全球消费量的12%；焊料和合金领域占12%；研究行业占6%。

  铟产业链上游资源包括铟矿或者含铟废料，中游冶炼包括粗铟和精铟，下游应用主要是将铟制成镀膜材料和半导体材料。

上海虹口含铟废料回收之对比氧化铟锡(ITO)导电薄膜与银纳米线(SNW)    

  目前光电显示触摸屏行业中透明导体主要使用氧化铟锡(ITO)；铟被归为稀土金属，主要储量位于中国。ITO对各种电子设备的普及作出了很大贡献，特别是电子显示器和太阳能电池。要制造透明导体，需要在真空腔中使用汽相沉积工艺将ITO溅镀到目标基板上，然后对带涂层的基板（通常是玻璃）进行蚀刻和图案设计处理，以形成用于触摸屏中的透明导体。 

  ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射、蒸发等多种方法镀上一层氧化铟锡（俗称ITO）膜加工制作成的。液晶显示器专用ITO导电玻璃，还会在镀ITO层之前，镀上一层二氧化硅阻挡层，以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。高档液晶显示器专用ITO玻璃在溅镀ITO层之前基片玻璃还要进行抛光处理，以得到更均匀的显示控制。液晶显示器专用ITO玻璃基板一般属超浮法玻璃，所有的镀膜面为玻璃的浮法锡面。因此，最终的液晶显示器都会沿浮法方向，规律的出现波纹不平整情况。 

  在溅镀ITO层时，不同的靶材与玻璃间，在不同的温度和运动方式下，所得到的ITO层会有不同的特性。一些厂家的玻璃ITO层常常表面光洁度要低一些，更容易出现“麻点”现象；有些厂家的玻璃ITO层会出现高蚀间隔带，ITO层在蚀刻时，更容易出现直线放射型的缺划或电阻偏高带；另一些厂家的玻璃ITO层则会出现微晶沟缝。 

  ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。在厚度只有几千埃（一埃等于0.1纳米）的情况下，氧化铟透过率高达90%以上，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。由于ITO具有很强的吸水性，所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质，俗称“霉变”，因此在存放时要防潮。 

  ITO层在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应，形成其它导电和透过率不佳的反应物质，所以在加工过程中，尽量避免长时间放在活性正价离子溶液中。ITO层由很多细小的晶粒组成，晶粒在加温过程中会裂变变小，从而增加更多晶界，电子突破晶界时会损耗一定的能量，所以ITO导电玻璃的ITO层在600度以下会随着温度的升高，电阻也增大。 

  ITO导电玻璃按电阻分，分为高电阻玻璃（电阻在150~500欧姆）、普通玻璃（电阻在60~150欧姆）、低电阻玻璃（电阻小于60欧姆）。高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕制作用；普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰；低电阻玻璃一般用于STN液晶显示器和透明线路板。