【正文】 .................................. 80 資金預(yù)算和來(lái)源說(shuō)明 .......................................................................................... 80 項(xiàng)目支出預(yù)算 .................................................................................................... 80 第十章 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析 .......................................................................................... 80 產(chǎn)品成本分析 .................................................................................................. 80 產(chǎn)品單位售價(jià)與盈利預(yù)測(cè) ................................................................................. 80 經(jīng)濟(jì)效益分析 .................................................................................................. 81 項(xiàng)目投資評(píng)價(jià) .................................................................................................. 81 社會(huì)效益分析 .................................................................................................. 81 第十一章 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析與控制 ...................................................................................... 81 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn) ......................................................................................................... 81 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn) ......................................................................................................... 81 3 第 一 章 項(xiàng)目概述 隨著能源危機(jī)與環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，社會(huì)各界對(duì)能源消耗的可持續(xù)性發(fā)展日益重視，尤其引起了各國(guó)政府對(duì)清潔的、可再生能源的關(guān)注和青睞，新型能源成為國(guó)際學(xué)術(shù)界和各國(guó)研究、開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，而太陽(yáng)能是新能源發(fā)展的主要方向之一。經(jīng)分析，單晶硅、多晶硅電池成本下降有兩種途徑：提高轉(zhuǎn)化率和降低硅片厚度。 20xx年非晶硅電池 的世界總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 ，占世界總產(chǎn)量的 %。 1） 豐富 的太陽(yáng)能資源 青海省地處青藏高原，全省均屬于太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)，太陽(yáng)能資源全國(guó)第二，僅次于西藏。 青海省的荒漠和戈壁相對(duì)比較集中，廣闊而且平坦，無(wú)遮擋，地質(zhì)、地形和地貌等條件非常適合于建設(shè)光伏電站。南通道 750KV 直通蘭州東，北通道 750KV 通過(guò)西寧通過(guò)永登。青海省本地負(fù)荷小，但輸電網(wǎng)架構(gòu)非常完善，電壓等級(jí)高，電網(wǎng)四通八達(dá)。青藏鐵路的建成通車也為全省的交通運(yùn)輸?shù)於藦?qiáng)有力的支撐。多晶硅提純制造業(yè)發(fā)展迅速，預(yù)計(jì) 20xx 年亞洲硅業(yè)（青海）公司、黃河水電集團(tuán)形成年產(chǎn) 3250t 多晶桂生產(chǎn)能力，青海華硅能源有限公司已形成單1000r 晶硅產(chǎn)能的目標(biāo)；以青海尚德尼瑪太陽(yáng)能電力有限公司為主的太陽(yáng)能電池組件封裝產(chǎn)業(yè)形成了 50MW 生產(chǎn)能力；太陽(yáng)能產(chǎn)品制造業(yè)方面，已形成青海新能源（集團(tuán)）有限公司為代表的 20 多家生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品不僅滿足青海省為中心的西部光伏電源區(qū)域市場(chǎng)，一 些產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷尼泊爾、蒙古、烏茲別克斯坦等國(guó)。 20xx 年以來(lái)，國(guó)家發(fā)改委正式啟動(dòng)了“送 10 電到鄉(xiāng)”工程，總投資 37312 萬(wàn)元，總裝機(jī)容量 3943 千瓦，在全省 6州 1 地 23 縣 112 個(gè)無(wú)電鄉(xiāng)，已建設(shè)完成太陽(yáng)能光伏電站 112 座（含風(fēng)光互補(bǔ)電站），解決了我國(guó)省 112 個(gè)無(wú)電鄉(xiāng) 萬(wàn)戶、 萬(wàn)人的基本生活用電問(wèn)題，青海省也徹底告別了存在無(wú)電鄉(xiāng)的歷史。發(fā)展階段如下： 1） 2020 年以前，光伏發(fā)電為全省電網(wǎng)補(bǔ)充電力 2020 年以前，青海省光伏發(fā)電的應(yīng)用重點(diǎn)是滿足省內(nèi)自身用電需求，利用青海省現(xiàn)有電網(wǎng)架構(gòu)，補(bǔ)充青海電網(wǎng)電力供應(yīng)，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)用電問(wèn)題，為快速發(fā)展的青海省工業(yè)和經(jīng)濟(jì)提供電力供應(yīng)保障。 結(jié)合青海省光伏應(yīng)用的發(fā)展定位和現(xiàn)有的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，青海省太陽(yáng)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是：硅材料提純、硅錠 /切片、太陽(yáng)電池生產(chǎn) 。特別是進(jìn)入 21 世紀(jì)后，青海省對(duì)外貿(mào)易工作在省委、省政府的領(lǐng)導(dǎo)下，緊緊把握國(guó)際經(jīng)濟(jì)變幻和國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的時(shí)機(jī)，以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)發(fā)展全局，努力改善對(duì)外貿(mào)易的環(huán)境，對(duì)外貿(mào)易工作取得了新成績(jī)。它具有較高的光吸收系數(shù) ,在 m 的可見(jiàn)光波段 ,其吸收系數(shù)比單晶硅要高出一個(gè)數(shù)量級(jí) ,比單晶硅對(duì)太陽(yáng)能輻射的吸收率要高 40 倍左右 ,用很薄的非晶硅膜 (約 1μ m厚 )就能吸收約 80%有用的太陽(yáng)能 ,且暗電導(dǎo)很低 ,在實(shí)際使用中對(duì)低光強(qiáng)光有較好的適應(yīng) ,特別適用于制作室內(nèi)用的微低功耗電源 ,這些都是非晶硅材料最重要的特點(diǎn) ,也是它能夠成為低價(jià)太陽(yáng)能電池的重要因素。但是 ,非晶硅薄膜 太陽(yáng)能電池光電效率會(huì)隨著光照時(shí)間延續(xù)而衰減 ,即所謂的光致衰退 (SW效應(yīng) )效應(yīng) ,主要是因?yàn)?SiH鍵很弱 ,在光照下 H 很容易失去 ,形成大量 Si 懸掛鍵 ,并且非晶硅薄膜電池轉(zhuǎn)換效率低 ,一般在 10%左右。然而， 為了提供充足的光吸收能力， 薄的吸收層 必須依賴于 太陽(yáng)電池中 高效的 光誘導(dǎo)技術(shù) 。太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)和組件設(shè)計(jì) 取決于應(yīng)用的制造步驟和沉積順序的選擇。通常相對(duì)厚的含氟聚合物封裝技術(shù)被應(yīng)用來(lái)保證一個(gè)模塊具有 20年的壽命。通用電氣公司最近 宣布，他們將改以薄膜太陽(yáng)能作為集團(tuán)未來(lái)的太陽(yáng)能項(xiàng)目發(fā)展重點(diǎn)，并在 20xx年開(kāi)始生產(chǎn)。 預(yù)期效益分析 （ 1）社會(huì)效益 項(xiàng)目的實(shí)施符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，是青海省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目建成后可促進(jìn)和帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。項(xiàng)目實(shí)施后年出口額 115 萬(wàn)美元，對(duì)青海省出口創(chuàng)匯具有重要的意義。 23 圖 3 單晶硅和 aSi:H 原子結(jié)構(gòu)示意圖 圖 3 舉例說(shuō)明不同在單晶硅和 aSi:H原子結(jié)構(gòu)的不同 . 每個(gè)硅原子以共價(jià)以聯(lián)結(jié)四個(gè)鄰近的原子。然而，在原子規(guī)模上有相似的原子組態(tài) , 即有四個(gè) 硅原子組成相鄰的共價(jià)鍵，在其近鄰的原子也有規(guī)則排列，但更遠(yuǎn)一些的硅原子其排列就沒(méi)有規(guī)律了。在連續(xù)的無(wú)規(guī)網(wǎng)絡(luò) ,缺陷的定義被有關(guān)于晶體的結(jié)構(gòu)修正。另外缺陷結(jié)構(gòu)是一個(gè)硅原子與五個(gè)近鄰原子聯(lián)結(jié)成鍵造成的。電子自旋共振只能鑒別與中性懸掛鍵有關(guān)的一種形式的缺陷。 aSi:H的特性不僅與氫的含量也與氫在硅中的結(jié)合形式有關(guān) ,因此研究膜中氫的含量和結(jié)合方式與淀積工藝條件之間的關(guān)系是薄膜制備中的重要問(wèn)題。這個(gè)系數(shù) R*經(jīng)常用來(lái)表征 aSi:H 網(wǎng)絡(luò)中的微觀結(jié)構(gòu) ，它粗略的代表兩個(gè)不同“態(tài)”，即密集網(wǎng)絡(luò)和包含空隙的斷裂網(wǎng)絡(luò)。 對(duì)于本征晶體硅，價(jià)帶和導(dǎo)帶被精確的 27 帶寬分離， Eg，并且?guī)拑?nèi)沒(méi)有能態(tài)。這種在定態(tài)中嚴(yán)重衰減的載體移動(dòng)的特點(diǎn)與 在 拓寬能態(tài) 中的對(duì)比用來(lái)定義aSi:H的帶寬，這種帶寬叫做遷移率， Emob。 進(jìn)一步而言，對(duì)于非晶態(tài)半導(dǎo)體價(jià)帶的帶尾，如果沒(méi)有被電子占據(jù)，則呈正電性，起施主作用；如果被電子占據(jù)，則呈電中性。在可見(jiàn)光部分， aSi:H 吸收率大概是晶體硅的 100 倍，這意味著 1um厚的非晶 硅薄膜太陽(yáng)能電池 可以吸收 90%的太陽(yáng)能。 暗電導(dǎo)決定于： ldwUId ?? （ 2） U 是外施電壓， I是測(cè)得電流， l 是電極長(zhǎng)度（ ～12cm）， w是兩電極間的距離（ ） ， d是薄膜的厚度。通常， 600nm 波長(zhǎng)的光被選為探測(cè)光束，且其值由以下式子得到 ：))e xp (1)(1()( 0600 dRqU l wI phg ??? ?? ????。 沒(méi)有摻雜的非晶硅薄膜由于其結(jié)構(gòu)缺陷 ,存在懸掛鍵、斷鍵、空穴等 ,導(dǎo)致其電學(xué)性能差而很難做成有用的光電器件。為了提高非晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性 ,一般不采取單晶硅太 能電池 的pn結(jié)構(gòu)。 在非晶硅薄膜太陽(yáng)電池的 pin結(jié)構(gòu)中，由于本征層的厚度最大，受 SW 效應(yīng)的影響最大，因此要克服非晶硅薄膜材料和電池中的 SW效應(yīng)，主要是要減少本征非晶硅硅層中的氫含量。由等離子體中的二次電子在電場(chǎng)內(nèi)加速獲得能量而發(fā)生碰撞完成。 4. 廢棄處理系統(tǒng)，由一個(gè)洗滌器 來(lái)處理出氣口的氣體。因?yàn)橐r底生長(zhǎng)被氫終止， 3SiH 激勵(lì)源沒(méi)有形成生長(zhǎng)薄膜但是分布在表面擴(kuò)散直到它遇到懸掛鍵。 因此，沉積過(guò)程是一個(gè)氣體和表面反應(yīng)的復(fù)雜 過(guò)程，可以由沉積系數(shù)控制，如：氣體成分，流速和壓強(qiáng)，能量密度和頻率，襯底溫度，電極幾何形狀等等。這些沉積狀況增加了的氫和 2SiH 鍵會(huì)產(chǎn)生 質(zhì)量差的薄膜 。第二種方法的是研究和發(fā)展新的沉積技術(shù)，如熱絲化學(xué)氣相沉積（ HWCVD）技術(shù)，接觸反應(yīng)化學(xué)氣相沉積和熱膨脹等離子體化學(xué)氣相 40 沉積（ ETPCVD）技術(shù)。如有人發(fā)現(xiàn)用ZnO∶ Al 膜作 TCO/naSi∶ H/iaSi∶ H/pcSi/A 結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的前電極時(shí)短路電流比 ITO 作前電極的短路電流要大 ,而開(kāi)路電壓要低一些。 42 3． aSi電池各層界面 由于界面處容易產(chǎn)生缺陷、懸掛鍵等復(fù)合中心 ,所以界面態(tài)狀況對(duì)電池的開(kāi)路電壓和填充因子有非常顯著的影響 ,對(duì)界面有效地處理利于薄膜的沉積和減少界面的復(fù)合損失 ,利于提高電池的短路電流和開(kāi)路電壓 VOC,因此高效率太陽(yáng)能電 池必須盡可能降低界面層的缺陷態(tài)密度。對(duì)于 aSi∶ H 太陽(yáng)能電池 ,由于空穴擴(kuò)散長(zhǎng)度很小 ,決定了光電導(dǎo)主要來(lái)自耗盡層的貢獻(xiàn) ,光生載流子的生成主要在 。為了減少入射光在窗口層處的損失 ,要求窗口層盡可能地薄 ,減少對(duì)光的吸收 ,但 窗口層過(guò)薄 ,會(huì)降低 pi 結(jié)內(nèi)建電場(chǎng) ,這對(duì)提高開(kāi)路電壓不利。 1. 透明導(dǎo)電膜 (TCO) 透明導(dǎo)電膜在太陽(yáng)能電池上主要用作電池的透明電極 ,有些還可同時(shí)作為減反射膜。為了獲得更高沉積速率，兩種方法需要采用。 控制沉積速率的中心系數(shù)是由等離子體吸收的能量，高能量產(chǎn)生高的電子密度和溫度，便于 4SiH 原子的分解。然而，這些激勵(lì)源在生長(zhǎng)上的作用會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量差的薄膜，因此這些激勵(lì)源在等離子體中的影響應(yīng)該忽略。 4． 下表面氫釋放以及硅網(wǎng)絡(luò)馳豫。 2. 氣 體控制系統(tǒng)包括質(zhì)量流量控制器和幾個(gè)氣閥來(lái)控制氣體流 37 動(dòng)，而氣體用來(lái) 沉積本征層和摻雜層和控制反應(yīng)室的壓強(qiáng)。 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 （ rfPECVD） aSi:H最普遍的沉積方法是射頻 PECVD技術(shù)（頻率是 ）。影響非晶硅電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性的主要因素有 :透明導(dǎo)電膜、窗口層性質(zhì) (包括窗口層光學(xué)帶隙寬度、窗口層導(dǎo)電率及摻雜濃度、窗口層激活能、窗口層的光透過(guò)率 )、各層之間界面狀態(tài) (界面缺陷態(tài)密度 )及能隙匹配、各層厚度 (尤其 i層厚度 )以及太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)等。但是，薄膜內(nèi)部應(yīng)力和光致衰減效應(yīng)的關(guān)系不大。研究指出，含氫非晶硅中能夠產(chǎn)生光致亞穩(wěn)缺陷。 量子效率遷移率產(chǎn)品壽命十分 有用， 包含著 aSi:H薄膜的光吸收，運(yùn)輸和再?gòu)?fù)合的數(shù)據(jù)。因此，測(cè)量通常 是 在真空 或 惰性氣體的環(huán)境中進(jìn)行，樣品需要退火半小時(shí)到 C0150 來(lái)蒸發(fā)所有薄膜表面的潮氣。 aSi:H的光學(xué)特性通常用吸收系數(shù)，折射率和光學(xué)帶寬描述。正如之前提到的，懸掛鍵是 aSi:H中占主導(dǎo)地位的缺陷因素。 aSi:H中的無(wú)序使得尾帶和缺陷帶呈現(xiàn)出定域波函數(shù)，這些態(tài)稱為是定態(tài)。最近，據(jù)報(bào)道，基于 NMR 實(shí)驗(yàn)，由分子組成的氫占據(jù)了 aSi:H中所有氫中的 40%。20xx 1?cm 附近的峰代表著單獨(dú)的硅氫鍵 Si–H的拉伸模型（也稱為低拉伸模型， LSM），范圍在 20602160 1?cm 的峰值包含內(nèi)表面上的硅氫鍵 Si–H 的拉伸模型（也稱為高拉伸模型， HSM），例如空鍵、二氫化物鍵和三氫化物鍵。 aSi:H 薄膜中氫的引入對(duì)薄膜的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等等性質(zhì)有著極大的影響。在這種 材料中，氫原子 摻雜后的非晶硅薄膜電池 已經(jīng)被證明具有合適的電學(xué)應(yīng)用。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)在 aSi:H占主導(dǎo)地位，因此缺