【文章內(nèi)容簡介】 p ，加上 生產(chǎn) 管理人員約 60 人的工資； 水電 消耗； ； ③工廠成本： 元 /MWp a. 公司管理人員、科技人員及職能部門人員約 40 人 的工資； 、新技術(shù)研發(fā)費用； ； ； 產(chǎn)品銷售價格 目前，雙結(jié)非晶硅太陽電池的國際市場（成交價）為 3 美元/ Wp 左右，保守預(yù)測，售價為 20 元 /MWp。這樣在國內(nèi)外都有 23 很強的競爭力； 經(jīng)濟效益預(yù)測 ①利潤率 每峰瓦（ Wp）太陽電池的利潤＝售價 工廠成本 稅金 ＝ ＝ 元 稅前 利潤率約為 ％； ②年利稅 年利稅總額 =銷售總額 工廠總成本 固定資產(chǎn)年折舊 =1000048501250 =3900萬元 4060MWp 非晶硅 微晶硅 太陽電池生產(chǎn)線經(jīng)濟效益分析 項目總投資 ： 63000 萬元 5MWp 生產(chǎn)線正常運轉(zhuǎn)基礎(chǔ)上，從資本市場融資 ： 一期投資 54000 萬元，建設(shè) 40MWp 大面積非晶硅太陽電池生產(chǎn)線； 二期投資 9000 萬元，將 40MWp 大面積非晶硅太陽電池生產(chǎn)線升級為 60MWp 微晶硅太陽電池生產(chǎn)線； 項目經(jīng)濟效益分析 24 太陽電池成本 ①原材料成本： 7 元 /MWp 原材料包括 透明導(dǎo) 電玻璃、純硅烷及 P 氣、 N 氣等特種氣體、磁控濺射靶材、封裝材料等。 ②車間成本： 8 元 /MWp ，加上管理人員約 60 人的工資； 水電 消耗； ； ③工廠成本： 元 /MWp b. 公司管理人員、科技人員及職能部門人員約 40 人的工資； 、新技術(shù)研發(fā)費用； ； ； 產(chǎn)品銷售價格 目前， 大面積、高轉(zhuǎn)化率的非晶硅太陽電池較少，售價較高，可參照雙節(jié)非晶硅太陽電池 售價 20 元 /Wp 進行保守測算 。這樣將來 在國內(nèi) 外 市場 銷售時， 會 有很強的 價格 競爭力； 經(jīng)濟效益預(yù)測 ①利潤率 每峰瓦（ Wp）太陽電池的利潤＝售價 工廠成本 稅金 25 ＝ ＝ 元 稅前 利潤率約為 ％； ②年利稅 年利稅總額 =銷售總額 工廠總成本 固定資產(chǎn)年折舊 =80000344005400 =40200萬元 5 研究 結(jié)論 和 項目 建議 可行性研究結(jié)論 a、太陽能光伏發(fā)電必將成為繼水力、風(fēng)力發(fā)電后新型清潔能源的重要組成部分，在未來人類能源結(jié)構(gòu)中占有舉足 輕重的地位。光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，光伏企業(yè)也必將取得良好的經(jīng)濟效益 ，同時能夠取得節(jié)能減排、保護環(huán)境的巨大社會效益。 b、非晶硅薄膜太陽電池以及未來的非晶 微晶硅疊層太陽電池以其低成本、低能耗、低資源消耗、無污染、易于大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，代表了產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向，產(chǎn)品目前和未來的市場經(jīng)濟效益良好。 c、黑龍江哈克新能源有限 公司作為中國最早進行非晶硅太陽電池的生產(chǎn)企業(yè)，經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，擁有成熟的生產(chǎn)管理組織和 管理 經(jīng)驗，擁有穩(wěn)定的市場銷售渠道和行業(yè)知名度，培養(yǎng)了一支 經(jīng)驗豐富和熟練掌握非晶硅制造工藝技術(shù)的生 產(chǎn)、技術(shù)和管理 26 人員隊伍。投資擴建生產(chǎn)線不僅可行，而且比其他企業(yè)更具有優(yōu)勢。 項目建議 為了適應(yīng)市場需求、減小一次性投資過大的籌資壓力， 降低投資回收風(fēng)險， 可把 項目分三期投資建設(shè)：一期投資 12500 萬人民幣，在公司現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上擴建改造，建設(shè) 5MWp 生產(chǎn)線，在短期內(nèi)就可形成生產(chǎn)能力，生產(chǎn)目前市場主流的雙節(jié)非晶硅太陽電池產(chǎn)品， 開拓占領(lǐng)歐美市場，形成穩(wěn)定的市場渠道，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益，增強公司 進一步發(fā)展的 自身籌資能力；二期 投資54000 萬元 （ 屆時 設(shè)備報價會有所降低，投資規(guī)模從而下降） ，40MWp 生產(chǎn)線， 擁有 先進的技術(shù)和 更加 經(jīng)濟的生產(chǎn)規(guī)模，取得更好的經(jīng)濟效益；三期投資 9000 萬元，將 40MWp 生產(chǎn)線升級為 60MWp 非晶 微晶 硅生產(chǎn)線，不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模， 占據(jù)技術(shù)領(lǐng)先地位，保持市場競爭優(yōu)勢。 黑龍江哈克新能源有限公司 2020 年 1 月 27 非晶硅太陽能電池行業(yè)調(diào)研報告 一、太陽能電池概述 太陽能電池原理 太陽能電池是通過光電效應(yīng) 或者 光化學(xué)效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。太陽能電池以光電效應(yīng)工作的結(jié) 晶 體太陽能電池和薄膜 式 太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕 式太陽能電池則 還處 于萌芽階段。太陽能電池工作原理的基礎(chǔ)是 半導(dǎo)體 PN結(jié)的光 生 伏 特 效應(yīng)。所謂光 生 伏 特 效應(yīng)就是當(dāng)物體受到光照 時 ，物體內(nèi)的電荷分 布狀態(tài) 發(fā)生變化而產(chǎn)生電動 勢 和電流的一 種 效應(yīng)。 為了理解太陽能電池的運 做 ，我 們 需要考慮材料的屬性并 且 同 時 考慮太陽光 的屬性。太陽能電池包括兩 種類 型材料，通常 意 義上的 P 型 硅 和 N 型 硅 。在純 凈 的 硅晶 體中， 自由電子和 空 穴的 數(shù) 目是相等的。如 果 在 硅晶 體摻雜了能俘 獲 電子的硼、鋁、 鎵 、銦等雜質(zhì) 元素 ，那么就構(gòu)成 P 型半導(dǎo)體。如 果 在 硅晶 體面中摻入能 夠 釋放電子的磷、 砷 、銻等雜質(zhì) 元素 ，那么就構(gòu)成了 N 型半導(dǎo)體。若把這兩 種 半導(dǎo)體結(jié) 合 在一起， 由 于電子和 空 穴的 擴 散， 在交接面 處 便 會 形成 PN結(jié)，并在結(jié)的兩邊形成內(nèi)建電場。太陽光照在半導(dǎo)體 pn結(jié)上，形成 新的 空 穴 電子對，在 pn 結(jié)電場的作用下， 空 穴 由 n 區(qū) 流 向 p 區(qū) ，電子 由 p 區(qū) 流 向 n 區(qū) ，接通電 路后 就形成電流。這就是光電效應(yīng)，也是太陽能電池的工作原理。 太陽能電池種類 太陽能電池的種類有很多，按材料來分，有硅基太陽能電池（單晶，多晶， 非晶），化合物半導(dǎo)體太陽能電池（砷化鎵（ GaAs），磷化銦（ InP）， 碲化鎘 （ CdTe） , 銅銦鎵硒 （ CIGS）），有機聚合物太陽能電池 (酞青，聚乙炔 )，染料敏化太陽能電池，納米晶太陽能 電池；按結(jié)構(gòu)來分，有體結(jié)晶型太陽能電池和薄膜太陽能電池。 太陽能電池發(fā)展趨勢 市場發(fā)展的需求和發(fā)電成本降低的需要是太陽能光伏技術(shù)發(fā)展的“原動力”；同時，技術(shù)進步也是促進光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。幾十年來，圍繞著降低成本的各種研究工作取得了輝煌成就，表現(xiàn)在電池效率不斷提高、硅片厚度持續(xù)減薄、新材料應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)改進等方面，對降低光伏發(fā)電成本起到了決定性作用。 電池效率不斷提高 單晶硅 電池的 實驗室 效 率 已經(jīng)從 50 年 代 的 6％ 提 高目前的 ％（ 商 業(yè)化效 率 16～20％）； 多晶硅 電池 實驗室 效 率 目前達到了 ％（ 商 業(yè)化效 率 14～ 16％）。 薄膜 電池的研 究 工作也 獲得 了 很 大成 功 ，非 晶硅 薄膜 電池 實驗室穩(wěn)定 效 率 達到了 13％、 碲 化 鎘 （ CdTe）電池 實驗室穩(wěn)定 效 率 達到 ％、 銅 銦 硒 （ CIS）電池 實驗室 效 率 達到 ％。其 他新 型 電池，如 多晶硅 薄膜 電池、染料 敏 化電 池、 有 機電池等不斷 取得 進展，更高效 率 的 復(fù) 合 型 電池也 受 到廣 泛 的 關(guān)注 。 年份 薄晶硅電池 薄膜硅電池 超高效電池 CIS電池 染料電池 2020 16（ 20） 12（ 15） 28（ 40） 13（ 19） 6（ 10） 2020 19（ 25） 14（ 18） 35（ 45） 18（ 25） 10（ 15） 2030 22（ 25） 18（ 20） 40（ 50） 22（ 25） 15（ 18） 表 預(yù)測 2020— 2030年主要太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率 （ %） 商業(yè)化電池硅片厚度不斷降低 降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低太陽能電池成本的有效技術(shù)措施。 30 多年來，太陽能電池硅片厚度從 70 年代的 450～ 500μm 降低到目前的 180～ 280μm，降低了一半以 28 上，硅材料用量大大減少， 對降低太陽能電池成本起到了重要的作用。 年代 厚度（ um） 硅材料用量 t/MW 20世紀 70年代 450500 》 20 20世紀 80年代 400450 1620 20世紀 90年代 350400 1316 2020年 180240 1213 2020年 150180 1011 2020年 80100 810 表 太陽能電池厚度及用硅量預(yù)測 生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大 生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大和自動化持續(xù)提高是太陽能電池生產(chǎn)成本降低的重要方面。太陽電池單廠生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)從上世紀 80年代的 1～ 5MW/年發(fā)展到 90年代的 5～ 30MW/年和本世紀的50～ 500MW/年。生產(chǎn)規(guī)模與成本降低的關(guān)系體現(xiàn)在學(xué)習(xí)曲線率 LR（ Learning Curve Rate）上，即生產(chǎn)規(guī)模擴大 1 倍，生產(chǎn)成本降低的百分比。對于太陽電池來說， 30 年代統(tǒng)計的結(jié)果， LR＝ 20％（含技術(shù)進步在內(nèi)），是所有可再生能源發(fā)電技術(shù)中最大的，是現(xiàn)代集約化經(jīng)濟的最佳體現(xiàn)者之一。 組件成本大幅降低 光伏 組 件成本 3年來 降低 了 2個 數(shù) 量 級 。 2020年世界 重 要 廠商 的成本為 2～ 美 元 /Wp，售 價 ～ 3美 元 /Wp， 2020 年以 后 因能源及原 材 料 緊缺 ， 價格有 所 回 升 。 電池技術(shù)快速發(fā) 展 2020 年 各種 電池技術(shù)的市場 份額 中，其中 多晶硅 56％， 單晶硅 29％， HIT電池（非 晶硅 （ p－型 ） /單晶硅 （ n－型 ） 異 質(zhì) 結(jié) 電池） 5％，其 他 為 薄膜 電池， 共 計約 7％。 多晶硅 電池在 1998 年 開始 超過 單晶硅后 一直 持 續(xù)增長， 各種 薄膜 電池的 絕 對生產(chǎn)量近年來也在 穩(wěn)定增 加 ，反 映 出 技術(shù)進步的推動 力 量。 總的來說， 作為太陽能電池的材料， IIIV 族化合物及 CIS等系由稀有元素所制備，盡管以它們制成的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率很高，但從材料來源看，這類太陽能電池將來不可能占據(jù)主導(dǎo)地位。而另兩類電池 ， 納米 晶 太陽能電池和 有機 聚合物 太 陽能電池 ，它們的研究剛剛起步，技術(shù)不是很成熟，仍處于探索階段，短時間內(nèi)不可能替代硅系太陽能電池。因此，從轉(zhuǎn)換效率和材料的來源角度講，今后發(fā)展的重點仍是硅太陽能電池特別是多晶硅和非晶硅薄膜電池。由于多晶硅和非晶硅薄膜電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率和相對較低的成本，將最終取代單晶硅電池，成為市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。下面我將重點講述著三種硅基太陽能電池的制作工藝和優(yōu)缺點，以及在今后的發(fā)展中需要解決的問題。 二．硅基太陽能電池 單晶硅太陽能電池 單晶硅太陽能電池是當(dāng)前開發(fā)得最快 、應(yīng)用最為廣泛的 一種太陽能電池，它的構(gòu)造和生 產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。 其生產(chǎn)工藝流程如下： 將單晶硅棒切成片，一般片厚約 。硅片經(jīng)過拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太陽能電池片，首先要在硅片上摻雜和擴散，一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴散是在石英管制成的高溫擴散爐中進行。這樣就硅片上形成 PN結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷法，精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)，同時制成背電極，并在有柵線的面涂覆減反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此，單晶硅太陽能電池的單體片就制成了。單體片經(jīng)過抽查檢驗，即可按所需要的規(guī)格組裝 成太陽能電池組件（ 太陽能電池板 ），用串聯(lián)和并聯(lián)的方法構(gòu)成一定的輸出電壓和電流。 29 最后用框架和材料進行封裝 。 多晶硅 薄膜 太陽能電池 通常的 晶 體 硅 太陽能電池是在厚度 200～ 350μ m 的高質(zhì)量 硅 片上 制 成的，這 種硅 片從 提拉 或 澆鑄的 硅 錠上鋸割而成。因此 實際 消耗的 硅 材料更 多 。為了 節(jié) 省材料， 人們 從 70 年 代中 期 就 開始 在 廉價 襯底上沉 積多晶硅 薄膜。 多晶 硅 （ PolySi）薄膜是 由許多 大 小 不等和具有 不同 晶 面 取向 的 小晶 粒構(gòu)成的。其 晶 粒尺寸一般約在幾 十至 幾 百 nm級 ，大顆粒尺寸可達 μ m級 。高質(zhì)量的半導(dǎo)體 多晶硅 薄膜的 許多 性能參 數(shù) ，都可用 單晶硅 （ cSi）薄膜和非 晶硅 氫 合金 （ aSi： H）薄膜的參 數(shù) 來 代 替。 多晶硅 薄膜在長波段具 有 高光敏性，對可 見 光能 有 效吸收 ，又具 有 與 晶 體 硅 一樣的光照 穩(wěn)定 性，因此 被公認 為是高效、 低 耗的理想光伏器件材料。 目前 制備多晶硅 薄膜電池 多采 用化學(xué)氣相沉 積法 ，包括 低壓 化學(xué)氣相沉 積 （ LPCVD）和等離子增強化學(xué)氣相沉 積 （ PECVD）工藝。此外，液相外延 法 （ LPPE）和濺射沉 積法 也可用來 制備多晶硅 薄膜電池。 多晶硅 薄膜可在 600℃ 以下的 低 溫沉 積 ， 隨后 用 激 光 加 熱 晶 化 或固相結(jié) 晶 等方 法 形成。電池襯底可 采 用玻璃 甚至 塑料 類 的柔性材料。也可以直接在高溫下生長形成 多晶硅 薄膜，生長溫度大于 1000℃ ， 硅 的沉 積 速 率 約為 5nm／ min。生長溫度高就需要選擇耐高溫襯底材料，目前通常 采