【正文】 。 單晶硅是比較活潑的一種非金屬元素，它能和 96 種穩(wěn)定元素中的 64 種元素形成化合物。硅 的主要用途是取決于它的 13 半導(dǎo)體性。硅材料是當(dāng)前最重要的斗導(dǎo)體材料。目前世界年產(chǎn)量約為 3106 千克。一個直徑 75 毫米的硅片，可集成幾萬至幾十萬甚至幾百萬個元件，形成了微電子學(xué)，從而出現(xiàn)了微型計算機、微處理機等。由于當(dāng)前信息工程的發(fā)展，硅主要用于微電子技術(shù)。 目前常用的太陽能電池是硅電池。如果 1 平方米鋪滿硅太陽能電池，就可以得到 100W 電力。單晶硅太陽能電池的性能穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換效率高，體積小，重量輕，很適合作太空航天器上的電源。美國的大型航天器太空實驗室上就安裝有 4 塊太陽能電池帆板，它們是由 147840塊 8平方厘米大 小的單晶硅電池排列組成的，發(fā)電功率大約為 12KW。 單晶硅作為半導(dǎo)體器件的核心材料，在很大程度上促成了信息技術(shù)革命。本世紀(jì) 50 年代以來，隨著半導(dǎo)體工業(yè)的需要而迅速發(fā)展。到 1996 年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到 1410億美元，而其中單晶硅材料的銷售達(dá)到 74 億美元。 多晶硅、單晶硅已滲透到國民經(jīng)濟(jì)和國防科技中各個領(lǐng)域 。 產(chǎn)品市場主要是美國、日本、臺灣。 單晶硅太陽電池。單晶硅太陽電池是當(dāng)前開發(fā)最快的一種太陽電池，它的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。這種太陽電池以高純的單晶硅棒為原料，純度要求 ％。為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽電池等采用太陽能級的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬。 14 有的也可使用半導(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經(jīng)過復(fù)拉制成太陽電池專用的單晶硅棒。 多晶硅太陽電池：目前太陽電池使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅材料和冶金級硅材料熔化澆鑄而成，然后注入石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻后，即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽電池片，可提高材料利用率和方便組裝。多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，其光電轉(zhuǎn)換效率 約 12％左右，稍低于單晶硅太陽電池，但其材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。 現(xiàn)在，我們的生活中處處可見“硅”的身影和作用，晶體硅太陽能電池是近 15 年來形成產(chǎn)業(yè)化最快的。 （二）主要技術(shù)規(guī)范和一般工藝過程 單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。單晶硅棒是生產(chǎn)單晶硅片的原材料，隨著國內(nèi)和國際市場對單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場需求也呈快速增長的趨勢。 單晶硅太陽電池：單晶硅太陽電池是當(dāng)前開發(fā)最快的一種太陽電池，它的結(jié)構(gòu) 和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。這種太陽電池以高純的單晶硅棒為原料，純度要求 ％。為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽電 15 池等采用太陽能級的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬。有的也可使用半導(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經(jīng)過復(fù)拉制成太陽電池專用的單晶硅棒。 單晶硅的制造技術(shù) ； 在保證半導(dǎo)體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提下，向來根據(jù)硅片的直徑大小評價其技術(shù)水平。硅片的直徑越大，技術(shù)要求越高，越有市場前景，價值也就越高。例如， 1997年全球共消耗 億片，其中 4 英寸以下硅片占 %， 5英 寸占 %， 6英寸占 %， 8英寸占 %，人們預(yù)計到2021年，硅片消耗量可能比 1997 年上升 60%，但是小直徑的硅片尤其是 6 英寸以下硅征會逐步減少，預(yù)計 4 英寸以下硅征可能占 19%， 5英寸占 %， 6英寸占 %， 8英寸的占%， 12英寸的占 %。 現(xiàn)在，硅片直徑正從 5英寸迅速升級， 12 英寸硅片技術(shù)正日益成熟。 日本、美國和德國是主要的硅材料生產(chǎn)國。中國硅材料基本 與日本同時進(jìn)步，但總體而言，生產(chǎn)技術(shù)水平仍然相對較低。中國消耗的大部分集成電路及其硅片仍然依賴進(jìn)口 。 （三）產(chǎn)品運 營條件及經(jīng)濟(jì)優(yōu)點 （ 1）高電耗，其生產(chǎn)過程中電價占整個成本的 30%左右； （ 2） 高投入，建一家年產(chǎn) 1000 噸的 單 晶硅工廠，大約需要 4億美元； （ 3）高技術(shù)，國內(nèi)外技術(shù)差別較大，目前國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù) 16 還比較落后； （ 4）、高回報 ，全球?qū)Ξa(chǎn)品的需求量越來越大，市場前景較好 。 二、市場需求分析和預(yù)測 （ 1）、 光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展最迅速的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一 。 由于燃燒礦物能源，排放出大量二氧化碳等氣體造成地球溫室效應(yīng)，對人類的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅，這一點已經(jīng)引起人們越來越多的關(guān)注，《京都議定書》 3的簽訂正是這一問題的產(chǎn)物。而發(fā)展清潔的太陽能可以降低溫室氣體的排放，這使得各國開始將太陽能利用與人類的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)聯(lián)系在一起，從而客觀上促進(jìn)了這些年來太陽能的快速發(fā)展。尤其是最近幾年來這點表現(xiàn)尤為突出。 光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展最迅速的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一；2021 年世界光伏電池 /組件產(chǎn)量達(dá)到 1200MW，其中日本生產(chǎn)610MW、歐洲 320MW、美國 135MW、其他國家 135MW。 2021年世界光伏系統(tǒng)的總裝機容量超過 4GW。 能源價格走高是推動太陽能需求增長的主要原因。作為礦物能源的替代品，太陽能需求的長期增長與礦物能源 的價格走勢應(yīng)該密切相關(guān)。為了證明這個問題，我們對比了過去 10 年來原油價格變動與光伏系統(tǒng)年裝機容量變化之間的關(guān)系（圖8）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國際石油價格的變化可以解釋 63%的光伏系統(tǒng) 17 裝機容量的變化 2。另一方面，通過研究過去 100 年來太陽能發(fā)展的歷史來看（表 2），我們發(fā)現(xiàn)，太陽能進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段正是 1973 年石油危機之后。這基本可以說明，能源供應(yīng)緊張是驅(qū)動太陽能發(fā)展的長期內(nèi)在動因之一。 世界上有實力的大國都制定了雄心勃勃的光伏發(fā)電近期發(fā)展規(guī)劃：到 2021 年日本計劃累計裝機容量將達(dá)到 5GW，德國為 ，歐盟為 3GW，美國為 （國內(nèi)為 3GW），澳大利亞為 ，印度、中國等發(fā)展中國家估計為 ~2GW。統(tǒng)計表明到 2021 年，世界光伏系統(tǒng)裝機容量預(yù)計將達(dá)到14~15GW。 各國 長期發(fā)展目標(biāo)見下表。 表 2 國家 2021 年 2020 年 2030 年 日本 5 30 72 歐洲 3 15 30 美國 3 15 25 其他國家 4 10 23 總計 15 70 150 （ 2） 、我國目前太陽能電池發(fā)展現(xiàn)狀 我國在 2021 年新建和擴(kuò)建的太陽能電池片生產(chǎn)線在 10條以上，每條線的產(chǎn)能都在 50MW 以上， 無錫尚德、南京中電更是達(dá)到 100MW 以上的產(chǎn)能。全部建成后太陽能電池片的產(chǎn) 18 能達(dá)到 1GW 以上，這也意味著我國所需求的太陽能級硅單晶將要達(dá)到 10000 噸。而目前我國實際硅單晶的生產(chǎn)能力只在2021噸左右，除河北寧晉等反銷數(shù)量以及部分用于 IC級的硅單晶，實際用于國內(nèi)市場的太陽能級硅單晶只有 600~700 噸左右，下表為我國太陽能電池及單晶硅的需求表，由此可看出拋去多晶硅的影響我國在太陽能單晶硅的缺口是十分巨大的。 我國太陽能電池市場見下表 表 3 太陽能電池市場預(yù)計 年份 項目 2021 年 2021 年 2021 年 （預(yù)計） 2021 年 （預(yù)計） 太 陽 能 電 池（ MW） 500 1080 單晶硅累計 (T) 616 900 5769 12462 單晶硅增長率(%) 目前國內(nèi)生產(chǎn)單晶硅的廠家雖然已有較多家，主要分布在四川、河南、北京、上海等地，但這些廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品多為低檔產(chǎn)品。生產(chǎn)多晶硅的只有四川峨眉、河南洛陽兩家。 19 高檔的單晶硅、多晶硅主要依靠進(jìn)口，因此，產(chǎn)品的需求和供給的需缺形勢仍然十分嚴(yán)俊，預(yù)示著產(chǎn)品具有巨大的潛在的需求市場。 （ 3） 、 國際市場需求 快速 增長 近年 來，太陽電池每年銷售量在全球范圍以每年 25%的速度遞增。最近的市場評估表明，目前全球太陽電池工業(yè)每年的產(chǎn)值己超過 45 億美元。到 2021 年每年的銷售金額將超過每年約 110 億美元?？梢灶A(yù)計在今后幾年內(nèi)太陽電池工業(yè)將高速發(fā)展。 自 90 年代開始，太陽能在并網(wǎng)發(fā)電方面的應(yīng)用增長迅速，主要是安裝在居民住房屋頂、商業(yè)樓宇。許多國家政府為促進(jìn)太陽電池的應(yīng)用所實施的一系列新能源政策，包括一系列直接和間接的輔助計劃。保護(hù)自然環(huán)境，尤其是抑制地球的溫度上升己被許多國家政府列為國策。 （ 4） 、 外 國政 府對太陽能能源產(chǎn)業(yè) 大力 支持 盡管 人們意識到太陽電池的優(yōu)越性，但由于其價格比傳統(tǒng)發(fā)電貴得多，人們只能望而興嘆，而太陽電池生產(chǎn)商們卻抱怨。如果電池的市場龐大，制造成本自然會下降，從而進(jìn)一步促進(jìn)市場需求，形成良性循環(huán)。為此，一些發(fā)達(dá)國家制定了一系列的資助措施，以促進(jìn)市場的迅速發(fā)展，形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。如日本的“新陽光計劃”、德國政府的“再生能源的 20 法案”、美國政府的“一百萬戶屋頂計劃”、澳洲政府的“一萬個太陽能屋頂計劃”等。 由此可見，西方各國政府已采用各種方式來重組能源結(jié)構(gòu)，支持太陽電池“綠色能源”的推廣和應(yīng)用。表 31 為主要西方國家在太陽電池應(yīng)用 方面的發(fā)展計劃，表 32 為美國太陽 表 4太陽能 電池容量以及累計總安裝數(shù)量一覽表。 國家 計劃 目標(biāo) 年 政府輔助 日本 新陽光計劃 5000MW 2021 33～ 50％ 德國 10 萬屋頂 500MW 2021 38％ 意大利 10 萬屋頂 300MW 2021 75～ 80％ 美國 100萬屋頂 2500MW 2021 35～ 40％ 澳大利亞 10 萬屋頂 200MW 2021 50％ 表 5 主要西方國家在太陽電池應(yīng)用方面的發(fā)展計劃 1999 年 2021 年 2021 年 2021 年 每年安裝容量 (MW) 15 55 270 610 總安裝容量 (MW) 25 80 820 2500 （ 5） 、中國政府 十分 重視太陽 能 電池的應(yīng)用 中國政府對發(fā)展邊遠(yuǎn)地區(qū)太陽能發(fā)電的應(yīng)用日益重視，西藏、青海和內(nèi)蒙的牧民們遠(yuǎn)離國家電網(wǎng)，建立火力發(fā)電廠相當(dāng)昂貴，相比之下太陽能 (電池 )發(fā)電便成為一種比較經(jīng)濟(jì) 21 方便的手段。 1998 年以來由政府資助約 6000 萬元在西藏自治區(qū) 7個縣城建成 150KW的太陽能總發(fā)電量。從 2021 年開始我國政府將再籌集 6000 萬元到 8000 萬元為西藏自治區(qū)阿里地區(qū)的 1萬戶藏民和近 20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)安裝 1個兆瓦以上的太陽 能發(fā)電系統(tǒng)。最近我國政府還公布了在西北部地區(qū)資助居民安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)的計劃，每一個安裝 500W 以上的用戶可享受政府 5000元左右的補貼。 （ 6） 、 世界能源組織和世界銀行大力支持中國應(yīng)用太陽能發(fā)電系統(tǒng) 世界能源組織和世界銀行也在大力支持太陽能發(fā)電在中國的應(yīng)用。由于太陽能發(fā)電在技術(shù)上還相對落后，以及人們對太陽能產(chǎn)品的認(rèn)識不夠，中國的市場還遠(yuǎn)未打開。因此，世界能源組織和世界銀行也在資助和鼓勵中國邊遠(yuǎn)地區(qū)的居民使用太陽能以改善他們的日常生活。 可見，當(dāng)前國內(nèi)現(xiàn)有太陽能生產(chǎn)不能滿足快速發(fā)展的國內(nèi)市場。提供太陽電池 并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)品的企業(yè)在中國甚至還是空白。 三、 企業(yè)市場競爭態(tài)勢分析 政策優(yōu)勢。 本項目所涵蓋的單晶硅棒項目，不僅符合國家星火計劃重點扶持發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)政策精 神，也符合 **省“十 一 五”規(guī)劃的重點建設(shè)項目的政策導(dǎo)向。 22 技術(shù)優(yōu)勢。本項目依托 **研究所的最新研究成果引進(jìn)整套成熟技術(shù)，同時高薪聘用原 **的高級工程師、技術(shù)員，已經(jīng)形成了具有人才梯次的高技術(shù)核心團(tuán)隊，為項目的實施及順利投產(chǎn)提供了堅實的技術(shù)保障。 設(shè)備優(yōu)勢 。本項目采用最先進(jìn)的 JDR800 型晶體生長爐，節(jié)能質(zhì)優(yōu)。 區(qū)域優(yōu)勢 。 項目區(qū)用電和人工相對 便宜，交通方便，上下游廠家眾多，已形成一定的硅產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。 第四章 建設(shè)條件分析和場址選擇 一、建設(shè)項目條件分析 （一） 區(qū)位條件 **縣城 位于 **省母親河 —— 錢塘江的源頭，地處 浙皖贛三省七縣交界處，是連接 浙西 、 皖 南和贛東北的要沖、 **的“ 西大門 ”、重要的生態(tài)功能保護(hù)區(qū)。建縣于北宋太平興國六年即公元 981 年，距今有 1025 年歷史?？h域面積 2236 平方公里，轄 18 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（建制鎮(zhèn) 9個）、 449 個行政村，總?cè)丝?34 萬。 **生態(tài)環(huán)境優(yōu)美，資源豐富。 **屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明 、溫和宜人。境內(nèi)多山，縣域版圖的 85%為山地，素有“九山半水半分田”之稱。山林總面積 280 多萬畝，森林覆蓋率達(dá) %，位居全國前列，是天然的“氧吧”，全縣地 23 表水水質(zhì)達(dá)一類水標(biāo)準(zhǔn)，被國家環(huán)?？偩謩澏椤叭A東地區(qū)重要的生態(tài)屏障”，并于 2021 年 3月命名為全國生態(tài)示范區(qū)。2021 年被授予全國綠化模范縣。 2021 年初， **縣確立并實施了“生態(tài)立縣”發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)筑了生態(tài)工業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游業(yè)、生態(tài)城市化和生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)等五大框架，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展逐年加快。 （二） 自然條件 地形、地貌 項目規(guī)劃區(qū) 為地勢平坦，地面上無建筑物，環(huán)境優(yōu)美，無噪音及三廢污染。 氣候、氣象 *