太阳能电池项目可行性研究报告

XX新能源有限公司年产 MW晶体硅太阳能电池片及 MW电池组件投资项目项目申请报告（此处装订报告编制单位资质证书）1 目 录第一章 总 论 . 31.1 项目概述 . 31.2 承办企业概况 . 31.3 项目提出的背景及建设必要性 . 31.4 申请报告的编制依据及研究范围 . 91.5 项目申请报告成果概要 101.6 申请报告结论 13第二章 市场预测及建设规模 152.1 市场分析 152.2 建设规模及产品方案 18第三章 原料及辅助材料供应 203.1 原辅材料供应 203.2 原料和成品的贮存 22第四章 工艺技术方案和设备选择 234.1 生产工艺路线及工艺流程 234.2 工艺设备 304.3 车间布置与车间空调 39第五章 工程技术方案 415.1 建设地点 415.2 建设条件 415.3 平面布置及运输 415.4 土建工程 425.5 给水排水 435.6 供电 445.7 辅助工程 46第六章 环境保护、卫生及消防 486.1 环境保护 486.2 劳动安全与工业卫生 516.3 消防 512 第七章 节能及综合利用 537.1 能耗指标及分析 537.2 设计中采取的节能措施 54第八章 企业组织和劳动定员 558.1 生产组织 558.2 工作制度与劳动定员 568.3 人员培训 56第九章 项目实施计划 58第十章 投资估算和资金筹措 5910.1 建设资产投资估算 . 5910.2 流动资金估算 . 5910.3 总投资构成 . 6010.4 资金筹措 . 60第十一章 财务评价和经济效益分析 6411.1 编制依据 . 6411.2 基础数据 . 6411.3 产品成本估算 . 6411.4 年新增营业收入和年营业税金及附加估算 . 6611.5 利润总额及分配计算 . 6711.6 财务盈利能力分析 . 6711.7 清偿能力分析 . 6811.8 不确定性分析 . 6811.9 财务评价结论 . 69附表附图3 第一章 总 论1.1 项目概述1.1.1 项目名称： XX新能源有限公司年产 60MW晶体硅太阳能电池片及 150MW电池组件投资项目1.1.2 项目承办单位及法人： XX新能源有限公司法定代表人：1.1.3 项目建设地址：1.1.4 报告编制单位：1.2 承办企业概况XX新能源有限公司是一家专业从事太阳能电池用硅片及太阳能应用产品开发与制造为主业的民营企业。公司成立于 月， 注册资本万元 ，经营范围包括：太阳能硅片、太阳能电池、太阳能灯、太阳能光伏发电设备及组件制造、加工；太阳能应用产品的技术开发等。公司看好新能源产业给公司提供的发展机遇，聘请了国内外太阳能行业中一批具有先进技术和管理的知名专家为团队，根据 ISO9000国际质量标准和 6S管理建立一整套完善及高效的质量管理体系， 不断提高产品质量，通过持续创新，不断追求，发展太阳能光伏事业。1.3 项目提出的背景及建设必要性1.3.1 项目提出的背景4 一百年来，全球能源消耗基本趋于稳定态势，平均每年呈 3%指数增加。尽管许多工业化国家能源消耗基本趋于稳定，但大多数发展中国家工业化进程加快（如中国） ， 能耗不断增加，因此预计全球未来能源消耗态势仍将以 3%的速度增长。能耗平均呈指数增长趋势所带来的后果是十分严重的：一方面伴随着化石燃料消耗的增加，大气中 CO2的含量相应增加，地球不断变暖，生态环境恶化，自然灾害及其造成的损失逐年增加，另一方面将愈来愈快地消耗掉常规化石能源储量，地球千百年来转化、储藏的化石燃料正被世界高速发展的经济所快速消耗，能源短缺的危机正逐步来临。在全球能源消费结构中，—次不可再生能源石油、煤炭和天然气共占能源消费的 80％以上，仍然在能源格局中处于主体地位。2009 年，中国一次能源消费 30.5 亿吨标煤，已成为世界第二大能源消费国。一次能源消费结构中， 煤炭占 70.1%，石油占 18.7%， 天然气占 3.85%，其他清洁能源约占 7.3%。可见我国的能源消费仍然以煤炭为主。国际能源署在 《世界能源展望 2007》 中根据参考情景的预测， 2005年世界能源需求为 114 亿吨标准油，到 2030 年世界能源需求将达到177 亿吨标准油， 2005-2030 年世界能源需求年均增长率为 1.8 ％。而我国 2005 年能源需求为 17.42 亿吨标准油，到 2030 年，我国的一次能源需求将翻一番多，达到 38.19 亿吨标准油，为全球第一大能源消费国，年均增长率为 3.2%（在重工业化的带动下， 2005-2015 年我国能源需求年均增长率为 5.1%） 。 2010 年之后，中国将取代美国成为世界第一大能源消费国。伴随着我国经济高速增长，能源的缺口增大，能源安全及能源在5 国民经济中的地位越显突出。而我国的人均能源储量又远远低于世界平均水平，一旦出现能源危机将首当其冲。此外我国还是世界上少数几个能源结构以煤为主的国家之一，也是世界上最大的煤炭消费国，燃煤造成的环境污染日益严重。目前我国二氧化碳排放量已位居世界第二，甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放量也居世界前列。面对传统能源的短缺和温室气体减排对化石燃料使用的制约，加快新能源的发展刻不容缓。有资料表明，世界化石燃料耗尽时间从现在开始只有几十年的时间。能源的潜在危机和生态环境的恶化迫使世界各国积极开发可再生能源。 在今后的 20～ 30 年里， 全球的能源结构必然发生根本性的变化。专家预测，到本世纪中，新能源与可再生能源在整个能源构成中会占到 50%。因此开发利用可再生能源、实现能源工业的可持续发展更具有迫切性、更具有重大战略意义。1992 年联合国召开的发展大会上，我国政府签署了环境与发展的《里约宣言》 ，之后率先制定了中国《 21 世纪议程》 ，把可持续发展作为国家的基本发展战略。 2002 年 8 月在南非召开的世界首脑峰会上，可再生能源成为主要议题之一。走可持续发展道路已成为各国共同的长期发展战略，发展新能源和可再生能源已成为一项紧迫的战略性任务。因此，世界各国都在积极寻找可再生、无污染的能源。而太阳能作为一种在太阳光覆盖的任何地方都可以使用的能源受到广泛的关注。 太阳表面温度高达 6000℃， 内部不断进行核聚变反应，并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大的能量。据估算，地球上每年接收的太阳能， 相当于地球上每年燃烧其他燃料所获能量的 3 万多倍。据专家测算，如果能把撒哈拉沙漠太阳辐射能的 1％收集起来，足够全世界目前所有能源的消耗。在我国，太阳能照在国土上的能量就相6 当于 2.4 万亿吨标准煤产生的能量。太阳能也是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源， 是人类取之不尽用之不竭的可再生能源， 也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中， 利用大阳能发电是近些年来发展最快、最具活力的领域。太阳能发电就是把太阳辐射能转换成电能，由于通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏发电。自 1954 年开发出效率为 6％的单晶硅光电池， 现代硅太阳能电池时代从此开始。通过半个多世纪的应用和发展，太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、 产业化。 世界光伏组件产量上世纪末最后 10 年的平均增长率为 20%。近几年在世界各国政府的推动下，光伏发电更加快速发展，数据显示，近十年光伏产业每年的增长速度达到 30%，尤其是近 5 年来的增长速度更是超过 50%。光伏产业成为世界增长速度最高和最稳定的领域之一，也成为全球发展最快的新兴行业之一。太阳能光伏发电在不远的将来不仅要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体， 将给能源发展带来革命性的变化。 据预测，2050 年世界人口将增至 89 亿，届时的能源需求将是目前的 3 倍，而可再生能源要占 50%，确切地说， 2050 年可再生能源供应量将是现在全球能耗的 2 倍。根据欧洲联合委员会研究中心 (JRC)的预测，到 21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到 80%以上，其中太阳能发电占到 60%以上，充分显示出其重要的战略地位。中国能源界的权威人士预测 , 到 2050 年，中国能源消费中煤只能提供总能耗的 30～ 50%，7 其余 50～ 70%将靠石油、天然气、水电、核电、生物质能和其它可再生能源。太阳能被认为是二十一世纪的最重要的能源，以太阳能为资源基础的生产将是一种可持续的发展模式。太阳能光伏发电是新兴的朝阳行业，还有着无可比拟的优点：如清洁性、安全性、广泛性、长寿命和免维护性、实用性、资源的充足性及潜在的经济性等，再加上良好的政策环境、行业本身的特性，使得太阳能光伏产业具有较高的投资价值和发展潜力。太阳能光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统 5 个环节。上游为硅料、硅片环节；中游为电池片、电池组件环节；下游为应用系统环节。从全球范围来看，产业链 5 个环节所涉及企业数量依次大幅增加，光伏市场产业链呈金字塔形结构。光伏产业链的构成见下图：鉴于太阳能电池领域良好的市场前景和发展预期，本公司拟投资太阳能产业，生产晶体硅太阳能电池片及电池组件，生产的单晶硅光伏电池的转化效率大于 17%， 多晶硅电池的转化效率大于 16%， 实现公司在太阳能行业领域的可持续长远发展。1.3.2 项目建设的必要性全球能耗日益增长、生存环境不断恶化、化石能源步入枯竭的阶段，因此将总排放控制在允许的范围之内，提高能效、降低能耗，尽量延长化石能源的利用年限，积极开发利用可再生能源和新能源，大8 力开发应用太阳能，是保证我国经济持续发展，解决化石能源资源不足与环境污染问题的重要措施之一。目前我国已成为世界能源生产和消费大国， 并且需求将持续增长。增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境、促进经济社会的可持续发展，是我国经济社会发展的一项重大战略任务。太阳能是洁净无污染的巨大能源，最大限度地开发利用太阳能将是人类新能源利用方面的发展方向。近年来，由于世界能源的日趋紧张和光伏技术的不断发展，太阳电池的生产技术已经成熟。大规模开发应用光伏发电，不但达到绿色环保的目的，而且可以逐步改变我国传统能源结构。2010 年 10 月国发〔 2010〕 32 号《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》明确将节能环保、信息、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等作为战略性新兴产业。战略性新兴产业是引导未来经济社会发展的重要力量。发展战略性新兴产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略。我国正处在全面建设小康社会的关键时期，必须按照科学发展观的要求，抓住机遇，明确方向，突出重点，加快培育和发展战略性新兴产业，加快培育和发展战略性新兴产业对推进我国现代化建设具有重要战略意义。“十二五”时期，是全面建设小康社会的关键时期，是深化改革开放、加快转变经济发展方式的攻坚时期。根据“十二五”规划纲要目标， “十二五”非化石能源占一次能源消费比重提高到 11.4 ％，因此“十二五”期间大力调整能源消费结构，发展清洁能源，成为加快转变经济增长方式的当务之急；对于实现工业转型升级、调整能源结9 构、发展社会经济、推进节能减排均具有重要意义。本项目切入点在于开发生产太阳能电池及组件产品，使之成为企业的经济增长点，本项目的实施将推动我国光伏产业的发展、加快光伏产业国产化步伐，增强国际竞争力的需要。有利于我国《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》的实现，有利于企业自身的发展。项目的实施将在提高企业产品档次、优化企业产品结构、形成企业新的利润增长点，从而增强企业竞争力具有十分重要意义。1.3.3 项目建设的政策依据本项目符合国家发改委《产业结构调整指导目录 (2011 年本 ) 》中鼓励类第十九条第 18 款 “先进的各类太阳能光伏电池及高纯晶体硅材料（单晶硅光伏电池的转化效率大于 17%，多晶硅电池的转化效率大于 16%，硅基薄膜电池转化效率大于 7%，碲化镉电池的转化效率大于9%，铜铟镓硒电池转化效率大于 12%）” ，是当前国家和省重点鼓励发展的产品，项目符合国家、地方相关产业政策。1.4 申请报告的编制依据及研究范围1.4.1 编制依据公司提供的基础资料和编制委托协议。1.4.2 编制范围本报告的编制工作按照国家发展与改革委员会的有关精神，通过对该项目在技术上的可靠性、经济上的合理性以及产品市场等方面的分析。主要内容包括：对项目建设的必要性、产品市场需求预测、生产工艺流程、设备选型、建设工程方案及配套公用工程、环境保护、生产组织和劳动定员方面进行研究分析，并进行投资估算和财务评价10 评价分析。1.4.3 编制原则(1) 遵循技术进步原则，根据市场需求和企业实际情况，按经济规模进行技术改造。(2) 采用先进的工艺技术及设备，力求产品高质量、生产低成本，使产品具有较强的市场竞争力，并尽量利用存量资产，节约投资，以取得最大的经济效益和社会效益。(3) 合理布置厂房及生产设施，使其配置科学合理、物流顺畅，满足生产纲领的要求。(4) 合理配置公用工程及动力设施，并符合有关规定。(5) 严格执行防治污染及其他危害的规定，在与主体工程“三同时”的原则下，坚持可持续发展的方针。1.5 项目申请报告成果概要1.5.1 建设内容与规模项目建设规模：拟采用国内外先进的生产设备，配置辅助设备，以形成年产 60MW晶体硅太阳能电池片及 150MW电池组件的生产能力。1.5.2 产品方案根据市场调查和企业实际情况，本项目的产品方案如下：序号 名 称 单位 年产量 规格1 晶体硅太阳能电池片 MW 60 1563 156 2 晶体硅太阳能电池组件 MW 150 产品方案中单晶硅光伏电池的转化效率大于 17.5%，多晶硅电池的转化效率大于 16.5%。 60MW电池片全部用于电池组件生产再对外销11 售，另外采购 2270 万片的电池片用于组件生产。1.5.3 原料方案本项目所需的主要原、辅材料为晶体硅片等。其年耗量见表 3-1“原辅材料估算表” 。1.5.4 配套条件(1) 土地、土建 : 本项目征地 亩，土建面积 平方米，分别为电池片车间、组件车间、科研楼及配套辅助用房等。(2) 供电： 项目的供电电源， 由开 发区 220 千伏变 电所专线引入厂区高配屏，由高配屏分流到厂区内变电房内，配电电压为 380/220V，以满足本项目的用电需要。(3) 给排水： 本项目用水由市政自来水厂供给， 预计项目新增用水量约 20 万立方米 / 年。 厂区内布置完整的生产、生活、消防供水系统，给水管沿主要道路成环状布置，厂区内排水采用雨污分流系统。(4) 压缩空气： 根据生产工艺设备要求， 项目生产过程中多道工序中需用到压缩空气。 压力要求 0.5MPa， 压缩空气质量要求干燥、 无油、无尘。厂区需购置安装螺杆空压机，满足本项目的需要。(5) 暖通与空调： 根据生产工艺的要求， 厂房洁净度： 清洗制绒间、扩散间 1 万级； 其余 10 万级 , 净化通道 30 万级的洁净环境， 环境温度为 18℃～ 25℃，因此需要采取空气净化和空气调节措施。1.5.5 生产班制和劳动定员项目年工作日 300 天，生产车间实行三班运转工作制，行政管理人员及辅助部门为单班工作制。定员初步设为 720 人。1.5.6 总投资及资金来源(1) 项目报批总投资 万元，其中新增固定资产投资 万元， ( 含12 外汇 1273 万美元 ) ，商请银行贷款 27000 万元，其余由企业自筹，项目所需外汇通过购汇解决。(2) 新增铺底流动资金 3412 万元，由企业自筹解决。1.5.7 主要技术经济指标表 1-1 主 要技 术 经济 指标 汇 总表序号 指 标 名 称 单位 数量 备 注一 生产规模及产品方案1 晶体硅太阳能电池片及组件生产其中：太阳能电池片 MW/年太阳能电池组件 MW/年二 公用工程及动力年用量1 水 104m32 电 104kWh 3 热力 104GJ 三 新增定员 人四 建筑面积 平方米五 经济数据1 项目报批总投资 万元其中 : 固定资产投资 万元铺底流动资金 万元2 年营业收入 万元3 年增值税及附加 万元4 年利润总额 万元六 财务评价指标1 投资利润率 ％2 投资利税率 ％3 投资内部收益率 ％％4 投资回收期 ( 含建设期 ) 年13 5 盈亏平衡点6 借款偿还期1.6 申请报告结论1.6.1 项目的建设是必要的本项目是鉴于太阳能利用领域良好的市场前景和发展预期，公司积极投资太阳能光伏产业，以实现企业在新能源领域可持续长远发展的重要步骤。生产线将采用成熟的技术，设计科学、合理和高效，产品向大规格发展，满足高端市场的需求并且更加贴近市场，达到国内领先水平。项目的实施能有效地提高产品的市场竞争能力，有利于企业实现规模效益，提高企业的经济效益及市场竞争力，增强企业发展后劲。项目既切合实际又符合国家有关投资方向政策，项目的建设是必要的。1.6.2 项目的建设是可行的本项目符合国家相关行业“十二五”发展规划的发展重点类别及《 产业结构调整指导目录 （ 2011 年本） 》 的相关类别，项目受国家相关产业政策的支持。通过采用国内外先进的工艺技术和生产设备，建设条件较好。因此，本项目建设是可行的。1.6.3 项目具有良好的经济效益本项目经济效益显著，所得税后财务内部收益率 16.99%，投资回收期 6.8( 含建设期 ) 。项目盈亏平衡点 56.1%，抗风险能力相对较强。借款偿还期 5.59 年，具有一定的偿债能力。1.6.4 项目具有良好的社会效益本项目实施后，不仅有利于企业实现规模效益，积极参与国内外14 市场竞争，而且对推动我国太阳能电池产品的生产，扩大就业岗位，都具有重大的现实意义。项目具有较好的社会效益。综上所述，本项目投资后的经济效益和社会效益均十分显著的特点，项目的建设是必要的也是可行的。15 第二章 市场预测及建设规模2.1 市场分析2.1.1 太阳能是最理想的清洁能源太阳能即太阳光的辐射能量， 是取之不尽、 用之不竭的清洁能源，大约每四十分钟照射在地球上的太阳能，便足以满足全球人类一年能量的需求，再加上太阳能在应用过程中清洁无污染，因此被誉为最理想的清洁能源。利用太阳能发电的方式有多种。目前大多应用主要有以下两种：光热发电和光伏发电。光热发电指利用太阳辐射所产生的热能发电，一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为蒸汽，然后由蒸汽驱动发电机发电，效率较低；太阳能光伏发电的基本原理则是利用光伏效应将太阳辐射能直接转换为电能。从发展前景来看，光伏发电是利用太阳能的最佳方式，其核心装置即太阳能电池。2.1.2 全球太阳能光伏行业的发展概况太阳能光伏发电，是未来最有前景的能源利用方式从能源利用的前景来看，由于石油、煤炭、天然气等不可再生能源日益枯竭，以及传统化石燃料燃烧排放大量 CO2 所造成的温室效应，可再生能源利用成为人类可持续发展的必然趋势。光伏发电以其无污染、能源丰富、应用方便等特点，成为最有发展前景的新能源应用方向。16 图 2-1 EPIA 关于未来太阳能光伏装机容量预测据 EPIA 报告显示， 2009 年全球太阳能光伏装机容量仅有 23GW，而到 2030年全球太阳能光伏装机容量有望达到 1,845GW， 2050 年太阳能光伏装机容量达到 4,670GW，届时光伏发电将满足全球 21%的电力需求。因此，太阳能光伏行业将迎来十分广阔的发展空间。2.1.3 我国太阳能光伏行业已开始加速发展我国光伏应用市场起步较晚，与欧美发达国家相比在应用环节还存在较大差距，但随着各种扶持政策的出台及财政补贴力度的不断加大，我国光伏发电行业已经开始发力加速追赶。《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》指出，我国光伏产业面临广阔发展空间：世界常规能源供应短缺危机日益严重，化石能源的大量开发利用已成为造成自然环境污染和人类生存环境恶化的主要原因之一，寻找新兴能源已成为世界热点问题。在各种新能源中，太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、分布广、应用形式多样等优点，受到世界各国的高度重视。我国光伏产业在制造水平、产业体系、技术研发等方面具有良好的发展基础，国内外市场前景总体看好，只要抓住发展机遇，加快转型升级，后期必将迎来更加广阔的发展空间。17 因此无论从长远还是近期来看，太阳能行业都有着很好的发展前景，也必将成为未来行业发展的一个热点。太阳能光伏产品的销售市场将更加广阔。制造太阳能光伏电池的半导体材料已知的有十几种，因此太阳能光伏电池的种类也很多。目前技术最成熟，并具有商业价值的太阳能电池要算晶体硅太阳能电池 , 见表 2-1。表 2-1 各种太阳能电池对比材料类型 具体分类转换效率 优点 缺点 产业化阶段商业化 实验室晶体硅太阳能电池单晶硅 15-18 24.7 工艺成熟， 转换效率高 成本高， 技术突破难度大 大规模商业化生产多晶硅 13-16 20.3 成本低 转换效率相对 单晶硅低 大规模商业化生产多晶硅薄膜 10-12 16.6 成本低于硅电池 转换效率相对 较低 中小规模商业化生产非晶硅薄膜 单结 5-7 双结 >8 9.5 吸收系数高，成本低 转换效率低 中小规模商业化生产化合物薄膜铜咽硒CuInSe(CIGS) 18.8 性能高 成本高 实验室阶段碲化镉CdTe 8-10 16.5 性能高 Cd 有毒元素中小规模商业化生产砷化镓GaAs 25.1 效率高 成本高太空和聚光太阳能染料敏化 TiO2 纳米薄膜 10.4 效率高，成本低 环境影响 实验室聚合物薄膜富勒烯衍生物等聚合物 3.0 成本低 效率低 实验室从表 2-1 可知，作为太阳能电池的材料， III-V 族化合物及 CIS等系由稀有元素所制备， 尽管以它们制成的太阳能电池转换效率很高，但从材料来源看，它们将来不可能占据主导地位。而纳米晶 TiO2、纳米晶硅和聚合物修饰电极太阳能电池的研究刚刚起步，技术不成熟，还处于探索阶段，短时间内不可能替代硅系太阳能电池。因此，从转换效率和材料的来源角度讲，今后发展的重点仍是硅太阳能电池特别是多晶硅和非晶硅薄膜电池。18 按照行业统计，太阳能电池总量中 90%是晶体硅太阳能电池（表2-2 ），未来 10 年里，晶体硅太阳能电池所占份额尽管会因薄膜电池的发展等原因而下降，但主导地位仍不会根本改变。预计在未来的20-30 年里还不可能有其他材料和技术能取代晶体硅电池位居第一的地位。因此未来几年，中国晶体硅太阳能电池产量市场仍然呈现快速增长势头。由于多晶硅具有较高的转换效率和相对较低的成本，将最终取代单晶硅电池，成为市场的主导产品，而 8 英寸大规格产品已经逐步替代 6 英寸成为主流产品，并出现向 12 英寸发展的趋势。表 2-2 目前太阳能电池市场结构类 别 市场占有率 % 晶体硅 单晶硅 43.38% 多晶硅 46.62% 薄膜电池非晶硅 4.61% 化合物 5.39% 2.2 建设规模及产品方案2.2.1 建设规模本项目采用国内外先进的生产设备， 形成年产 60MW晶体硅太阳能电池片及 150MW电池组件的生产能力。2.2.2 产品方案根据企业实际情况和市场调查，本项目的产品方案拟定为：表 2-3 产 品 方 案序号 名 称 单位 年产量 规格1 晶体硅太阳能电池片 MW 60 1563 156 2 晶体硅太阳能电池组件 MW 150 19 产品方案中单晶硅光伏电池的转化效率大于 17.5%，多晶硅电池的转化效率大于 16.5%， 60MW电池片全部用于电池组件生产再对外销售，另外采购 2270 万片的电池片用于组件生产。2.2.3 产品主要质量指标符合国家及行业有关标准要求。光伏太阳能行业主要的产品标准包括国家标准 GB/T9535-1998：地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型，相对应的国际标准是 IEC6121591993标准。 目前， 晶体硅太阳能电池片的主要标准为国家标准 《单晶硅太阳电池总规范》 （ GB12632-90） ，该规范对单晶硅太阳能电池的技术要求、试验方法和检验项目制订了相应标准。表 2-4 晶体硅太阳能电池片主要技术指标序号 描述 单晶硅电池片指标 多晶硅电池片指标1 平面尺寸 1563156± 0.5(mm) 1563156± 0.5(mm)2 硅片厚度 200± 20( μ m) 200± 20( μ m) 3 转换效率 ＞ 17.5% ＞ 16.5% 4 最大功率 Wp ＞ 3.9W ＞ 3.9W 5 最优电压 Vmpp(mV) 509 495 6 最优电流 Impp(A) 7.813 7.411 7 开路电压 Voc(mV) 622 610 8 短路电流 Isc(A) 8.341 7.911 9 填充因子 FF（％） 76.61 76.16 10 正面 蓝色氮化硅减反射膜，银电极11 背面 背银电极、铝电场2.2.4 生产计划项目建设期为二年， 第三年为投产年， 生产量达到设计能力的 70%，第四年后进入达产期，年产量达到 100%的设计能力。20 第三章 原料及辅助材料供应3.1 原辅材料供应3.1.1 主要原辅材料用量根据建设规模和产品方案， 项目年需主要原辅材料用量估算如下：表 3-1 项目主要原材料消耗量表序号 名 称 单 位 数 量 规格指标1 多晶硅片 万片 1563 156 2 铝浆 吨3 银浆 吨4 电池片 万片 每片 4W 5 钢化玻璃 万平方米6 EVA膜 万平方米7 TPT膜 万平方米8 铝型材 万公斤9 接线盒 万个项目需要的其他辅助材料包括氢氧化钠、 无水乙醇、 37%盐酸、 49%氢氟酸、异丙醇、三氯氧磷、硅烷、氨气、四氟化碳、液氮、液氧及包装材料等。其中液氮 800 吨 / 年、液氧 12.4 吨 / 年。3.1.2 主要原辅材料质量要求本项目所需原辅材料的质量均必须符合国家相关标准的品质指标，并且要满足客户要求，以确保最终成品的质量。原辅料购入需进行各类指标的检测、并按标准进行验收，质量达到中华人民共和国太阳能电池的有关标准要求。21 表 3-2 太阳能级晶体硅片性能参数表序号 名 称 单晶硅片规格指标 多晶硅片规格指标1 外形尺寸1.1 厚度 200μ m± 20μ m 200μ m± 20μ m 1.2 长宽 1563 156± 0.5mm 1563 156± 0.5mm 1.3 总厚度变化 ≤ 30μ m ≤ 30μ m 1.4 边缘角度 : 90°± 0. 5° 90°± 0.3 °1.5 翘曲度 : ≤ 40μ m ≤ 50μ m 2 技术参数2.1 导电参数 P 型掺 B P型掺 B 2.2 电阻率 0.5-6 Ω .cm 0.5-2 Ω .cm 2.3 少子寿命 大于 10μ s 大于 2μ s 2.4 氧含量 ≤ 1.0310 18atoms/cm3 ≤ 1.0310 18atoms/cm32.5 碳含量 ≤ 5.0310 16atoms/cm3 ≤ 5.0310 16atoms/cm3表 3-3 其他辅助材料规格等级表序号 名 称 规格指标1 氢氧化钠 EL级2 无水乙醇 EL级3 37%盐酸 MOS级4 49%氢氟酸 40%MOS级5 异丙醇 EL级6 三氯氧磷 6N 7 硅烷 6N 8 氨气 5N 9 四氟化碳 5N 10 液氮 5N 11 液氧 99.9% 22 3.1.3 原、辅材料来源本项目中所用的主要生产原料，均为常规材料，国内原料市场供应充足。企业可根据市场价格自行在专业市场采购解决。原辅料的主要采购地为项目所在地的周边地区，企业目前已与相关企业建立了长期供货协议，以稳定产品的质量和供应数量，来保障本项目的需要。3.2 原料和成品的贮存3.2.1 主要原材料入库本项目所需的原材料均需验收入库，各类原材料的质量指标按中华人民共和国相关行业的有关标准及企业标准验收，不合格原材料不得进仓入库，应严把原材料质量关，以保证产品质量。3.2.2 原料的贮存本项目原料的贮存量一般为 15～ 30 天的生产用量， 贮存于企业各分类原料仓库内。3.2.3 产成品的贮存产成品的贮存为 7～ 15 天左右的生产量，贮存于企业专用成品仓库。成品按用户的要求包装。本项目的成品、原料及包装材料贮存于各分类仓库内。库内的保管应按批号分存、建立严格的分发料制度、杜绝混批号等问题造成不必要的事故。各类仓库应符合所存物品的存放条件、建立责任体系、保证存放安全。企业已建立成熟的管理体系和检验手段，项目所需的物品存放可纳入这一体系统一管理。23 第四章 工艺技术方案和设备选择4.1 生产工艺路线及工艺流程4.1.1 概述目前晶体硅电池主要分单晶硅与多晶硅两大类。单晶硅 (c-Si) 是以高纯度多晶硅为原料在单晶炉中被熔化为液态在单晶种（籽晶）上结晶而成，由于其晶体的原子和分子以同一方向（晶向）周期性地整齐排列所以称为单晶硅。多晶硅 (p-Si) 熔融硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。单晶硅与多晶硅的区别在于它们的原子结构排列，单晶硅是有序排列，多晶硅是无序排列。目前量产最为成熟的技术是晶体硅太阳能电池的生产。包括单晶硅太阳能电池以及多晶硅太阳能电池。在实验室的转换效率上，单晶硅电池最高的转换效率高达 24.7%，多晶硅电池的转换效率为 20.3%。就理论上而言，单晶硅太阳能电池转换效率可以高达 29%。传统的单晶硅电池量产的转换效率最高可以达到 17%以上，多晶硅电池的转换效率 16%以上，新技术 Sunpower 的背接触单晶硅电池转换效率在20-21.5%，而德国 ISFH 研制的背连接微孔电池转换效率也可以达到21%， 从工艺与理论角度上来说， 晶体硅太阳能电池转换效率还有不小的提升空间。晶体硅太阳能光伏发电产业价值链由两条工艺路线构成，其中单晶太阳能电池加工环节包括高纯硅的生产、拉单晶、单晶硅切片、电24 池片生产、组件封装、系统应用；多晶硅太阳能电池加工包括高纯硅的生产、多晶硅铸锭、多晶硅破锭、切片、电池片生产、组件封装、系统应用。本项目处于太阳能电池加工环节的晶体硅电池片电池片生产和电池组件封装环节。4.1.2 工艺与技术“光生伏特效应” ，简称“光伏效应” 。指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质，和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成，半导体硅原子的外层有 4 个电子，按固定轨道围绕原子核转动。当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴” ，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺入硼、镓等元素，由于这些元素能够俘获电子，它就成了空穴型半导体，通常用符号 P 表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号 N 代表。若把这两种半导体结合， 交界面便形成一个 P－ N结。 太阳能电池的奥妙就在这个“结”上， P－ N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴的移动。当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光能，向 N型区移动，使 N型区带负电，同时空穴向 P 型区移动，使 P 型区带正电。这样，在 P－ N结两端便产生了电动势，也就是通常所说的电压。这种现象就是上面所说的 “光生伏打效应” 。 如果这时分别在 P 型层和 N型层焊上金属导线，接通负载， 则外电路便有电流通过，如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。以晶体硅材料制备的太阳能电池主要包括：单晶硅太阳能电池，25 铸造多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池和薄膜晶体硅电池。单晶硅电池具有电池转换效率高，稳定性好，但是成本较高；非晶硅太阳能电池则具有生产效率高，成本低廉，但是转换效率较低，而且效率衰减得比较厉害；铸造多晶硅太阳能电池则具有稳定得转换的效率，而且性能价格比最高。目前，已经出现了铸造多晶硅太阳能电池逐渐取代直拉单晶硅成为最主要的光伏材料的趋势。单晶硅和多晶硅太阳能电池片在生产过程、技术应用和原材料使用方面基本相同，只是由于多晶硅硅片采用定向浇铸方法，故在硅片中存在大量晶界缺陷和复合中心，需要采用钝化工艺来减少电池的晶界复合和悬挂键， 提高太阳能电池的转换效率。 在生产中， 采用 PECVD（等离子体增强化学气相淀积）设备来实现多晶硅的钝化工艺，同时也作为太阳能电池抗反射膜使用。因此生产线可以兼顾两种产品的生产。太阳能电池组件主要原材料为单晶或者多晶硅太阳能电池片。太阳能电池组件技术主要包括焊接工艺和封装工艺，目前主要的焊接技术包括自动和手动焊接， 焊接和封装是太阳能电池生产中的关键步骤。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得客户满意的关键，所以组件的封装质量非常重要。4.1.3 项目工艺流程4.1.3.1 晶体硅太阳能电池片生产太阳能电池片主要原材料为单晶或多晶硅片，生产过程采用相同的技术和工艺流程基本相同。根据产品方案，本项目主要生产工艺的流程采用国内较为成熟的工艺路线，基本上是从硅片的开箱检测与装26 盒开始、 然后在加工车间去除油污及制绒、 扩散制作表面 PN结然后检测、等离子体刻蚀周边 PN结及抽测效果、二次清洗， 然后在表面处理车间完成制备表面减反射层、印刷背面电极、背电场、正面电极，然后经过高温烧结，最后经检测车间检测合格后入库。太阳能电池硅片生产工艺流程图如下：图 4-1 太阳能电池生产工艺流程图※主要工艺流程说明：(1) 清洗、制绒：首先用碱（或酸）腐蚀硅片，以去除硅片表面机械损伤。而后进行硅片表面绒化，现在常用的硅片的厚度 180 m左右。去除硅片表面损伤层是太阳能电池制造的第一道常规工序，主要是通过化学腐蚀，硅片化学腐蚀的主要目的是消除切片带来的表面损伤，同时也能起到一定的绒面效果，从而减少光反射。(2) 甩干：清洗后的硅片使用离心甩干机进行甩干。(3) 扩散、刻蚀：多数厂家都选用 p 型硅片来制作太阳能电池，那么一般用 POCL3 液态源作为扩散源。 扩散设备可用横向石英管或链式扩散炉 , 进行磷扩散形成 n 型层。扩散的最高温度可达到 850-900℃。这种方法制出的结均匀性好，方块电阻的不均匀性小于 10％，少子寿命大于 10 微秒。扩散过程遵从如下反应式：4POCL3 ＋ 3O2（过量）→ 2P 2O5＋ 2CL2（气） 2P2O5＋ 5Si → 5SiO 2 + 4P 背腐蚀去磷硅玻璃和边缘 P-N 节：用化学方法除去扩散层 SiO2硅 片片清 洗 制绒 甩干 扩散 刻蚀烘干烘干 减反射为 胜印 刷 ( 银 )印 刷 ( 铝 )印 刷 ( 银 ) 烧结 检 测测包装入库27 与 HF生成可溶于水的 SiF 62-， 从而使硅表面的磷硅玻璃 （掺 P2O5的 SiO2）溶解，化学反应为： SiO2 ＋ 6HF → H2（ SiF 6）＋ 2H2O (4) 减反射：采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 技术在电池表面沉积一层氮化硅减反射膜， 不但可以减少光的反射， 由于在制备 SiNx 减反膜过程中大量的氢原子进入，能够起到很好的表面钝化和体钝化的效果，这对于具有大量晶界的多晶硅材料而言，由于晶界的悬挂健被饱和，从而降低了复合中心的作用。由于具有明显的表面钝化和体钝化作用，因此可以用比较差一些的材料来制作太阳能电池。由于增强对光的吸