【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體硅太陽能電池相比，晶體硅電池具有轉(zhuǎn)換效率高，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)EPIA2008年的預(yù)測(cè)，，2020年和2030年將分別達(dá)到56GW和281GW。光伏發(fā)電量也將由2007年的10TWh增加到2030年的2,646TWh，%%。這一系列預(yù)測(cè)數(shù)字預(yù)示了光伏市場(chǎng)在今后5年里將保持30%40%的快速增長(zhǎng)，其后10年的增長(zhǎng)速度也將達(dá)到20%30%。利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、為人類創(chuàng)造潔凈的可再生能源是未來的大趨勢(shì)，太陽能光伏產(chǎn)品在未來一段時(shí)期內(nèi)將保持較高需求量。全球太陽能光伏市場(chǎng)前景預(yù)測(cè) 項(xiàng)目 2007年 2010年 2020年 2030年 年裝機(jī)容量（GW） 56 281 累計(jì)裝機(jī)容量（GW） 278 1,864 發(fā)電量（TWh） 10 29 362 2,646 光伏發(fā)電對(duì)電量總需求的貢獻(xiàn) % % % % 光伏市場(chǎng)價(jià)值（billion） 數(shù)據(jù)來源：《Solar Generation V2008》，EPIA我國(guó)已經(jīng)成為全球光伏產(chǎn)品最大制造國(guó)，全球?qū)μ柲芄夥l(fā)電需求的增加將刺激我國(guó)太陽能光伏產(chǎn)品生產(chǎn)和出口的持續(xù)大幅增加。因此無論從長(zhǎng)遠(yuǎn)還是近期來看，太陽能行業(yè)都有著很好的發(fā)展前景，也必將成為未來行業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。太陽能光伏產(chǎn)品的銷售市場(chǎng)將更加廣闊。晶體硅太陽能電池及組件屬高技術(shù)光電產(chǎn)業(yè)，是當(dāng)前國(guó)家和我省重點(diǎn)發(fā)展和鼓勵(lì)的產(chǎn)業(yè)。本項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的全自動(dòng)太陽能電池片印刷設(shè)備、全自動(dòng)太陽能電池片測(cè)試分選設(shè)備、燒結(jié)爐、擴(kuò)散爐及測(cè)試儀等設(shè)備，配置相關(guān)輔助設(shè)備，以形成年產(chǎn)100MW晶體硅太陽能電池片的生產(chǎn)能力。項(xiàng)目的實(shí)施能有效地提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，提高企業(yè)技術(shù)裝備水平，有利于企業(yè)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)企業(yè)發(fā)展后勁。項(xiàng)目既切合實(shí)際又符合國(guó)家有關(guān)投資方向政策，因此實(shí)施本項(xiàng)目的建設(shè)是十分必要的。 產(chǎn)品方案及規(guī)模本項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，形成年產(chǎn)100MWp晶體硅太陽能電池片的生產(chǎn)能力。項(xiàng)目產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)符合國(guó)家及行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，晶體硅太陽能電池片的主要標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《單晶硅太陽電池總規(guī)范》（GB1263290），該規(guī)范對(duì)單晶硅太陽電池的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)項(xiàng)目制訂了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目全部完成需一年，建設(shè)期第二年形成年產(chǎn)50MW太陽能電池片生產(chǎn)能力，第三年達(dá)產(chǎn)，形成年產(chǎn)100MW太陽能電池生產(chǎn)能力。廠房為二層框架結(jié)構(gòu)，不新增土建投資。本項(xiàng)目生產(chǎn)崗位和勞動(dòng)定員根據(jù)工藝流程及設(shè)備操作要求確定。工作制度采用四班三運(yùn)轉(zhuǎn)工作制，為24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)；輔助部門及管理人員為單班制，全年工作日為300天，本項(xiàng)目初步預(yù)計(jì)需新增員工300人。建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析本項(xiàng)目總投資23000萬元，其中固定資產(chǎn)投資18000萬元（含用匯1127萬美元），鋪底流動(dòng)資金5000萬元。經(jīng)分析，項(xiàng)目實(shí)施達(dá)產(chǎn)后正常年可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值100000萬元，年新增利潤(rùn)9368萬元，(含建設(shè)期)，經(jīng)濟(jì)效益較好。年度工業(yè)增加值估算表見表32，具體技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表33。年度工業(yè)增加值估算表 序號(hào) 收入法計(jì)算項(xiàng)目 數(shù)額（萬元） 1 固定資產(chǎn)折舊 1800 2 勞動(dòng)者報(bào)酬 1200 3 生產(chǎn)稅凈額 5132 4 營(yíng)業(yè)盈余 9368 5 工業(yè)增加值（1+2+3+4） 17500建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)估算表 序號(hào) 指 標(biāo) 名 稱 單位 數(shù)量 備 注 一 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 1 晶體硅太陽能電池片 MW/年 100 二 公用工程及動(dòng)力年用量 1 水 104m3 2 電 104kWh 三 新增定員 人 300 四 租用廠房面積 平方米 五 經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù) 1 項(xiàng)目報(bào)批總投資 萬元 23000 其中:建設(shè)投資 萬元 18000 (含3490萬美元) 鋪底流動(dòng)資金 萬元 5000 2 年產(chǎn)值 萬元 100000 3 年利潤(rùn)總額 萬元 9368 正常年 六 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo) 1 投資利潤(rùn)率 ％ 2 投資利稅率 ％ 3 投資內(nèi)部收益率 ％ 所得稅后 4 投資回收期(含建設(shè)期) 年 所得稅后主要原材料消耗情況根據(jù)建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案，本項(xiàng)目為年產(chǎn)100MWp晶體硅太陽能電池片。因此，根據(jù)產(chǎn)品方案測(cè)算，項(xiàng)目年需主要原、輔材料用量估算如表34。項(xiàng)目原輔材料消耗情況表 序號(hào) 原輔材料名稱 規(guī)格 年用量 單位 1 多晶硅 / 1200 t/a 2 NaOH 溶液 40% 12 t/a 3 異丙醇 % 3 t/a 4 硅烷 / t/a 5 銀漿 / t/a 6 鋁漿 / t/a 7 酒精 / 57600 l/a本項(xiàng)目所需原輔材料的質(zhì)量均必須符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的品質(zhì)指標(biāo)，并且要滿足客戶要求，以確保最終成品的質(zhì)量。原輔料購入需進(jìn)行各類指標(biāo)的檢測(cè)、并按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，質(zhì)量達(dá)到中華人民共和國(guó)太陽能電池的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。本項(xiàng)目中所用的主要生產(chǎn)原料——多晶硅，系由上游供貨商提供，項(xiàng)目方已經(jīng)建立相對(duì)穩(wěn)定的原料供貨渠道。目前國(guó)內(nèi)晶硅市場(chǎng)供應(yīng)相對(duì)寬松，原料供應(yīng)有保障。其他原料國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供應(yīng)充足。企業(yè)可根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格自行在專業(yè)市場(chǎng)采購解決，企業(yè)目前建立了長(zhǎng)期供貨協(xié)議，以穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量和供應(yīng)數(shù)量，來保障本項(xiàng)目的需要。包裝材料等國(guó)際、國(guó)內(nèi)供應(yīng)充足，可在專業(yè)市場(chǎng)上直接采購。本項(xiàng)目原料的貯存量一般為15～30天的生產(chǎn)用量，貯存于企業(yè)各分類原料倉庫內(nèi)。產(chǎn)成品的貯存為7～15個(gè)天左右的生產(chǎn)量，貯存于企業(yè)專用成品倉庫。成品按用戶的要求包裝。主要生產(chǎn)工藝概述太陽能電池是利用光電轉(zhuǎn)換原理，使太陽的幅射光能通過半導(dǎo)體物質(zhì)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置，這種光電轉(zhuǎn)化過程通常稱“光生伏打效應(yīng)”，因此太陽能電池也被稱為“光伏電池”。目前，世界各國(guó)正在研究的太陽能電池主要有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池、多元化合物太陽能電池和聚光太陽能電池等，其中以硅基底電池用量最大，約占93%以上。硅太陽能電池的工作原理為：P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成PN結(jié)。當(dāng)光線照射太陽電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在PN結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過程的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。太陽能電池是一個(gè)少數(shù)載流子的工作器件，因此，少數(shù)載流子壽命直接影響到電池的轉(zhuǎn)化效率，由太陽光吸收面產(chǎn)生的光生載流子不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，這是因?yàn)樵诠璨牧系捏w內(nèi)和表面存在很多晶體缺陷和雜質(zhì)原子，這些缺陷和雜質(zhì)將使得光生載流子在體內(nèi)和表面被復(fù)合，從而使能夠產(chǎn)生光伏效應(yīng)的載流子數(shù)減少，降低電池的轉(zhuǎn)化效率。因此，要提高電池的轉(zhuǎn)換效率，必須減少光生載流子在體內(nèi)各表面的復(fù)合。公司采用先進(jìn)的體內(nèi)吸雜和表面鈍化工藝，大大地改善了多晶硅材料的質(zhì)量，從而提高了晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化率。本項(xiàng)目產(chǎn)品為晶體硅太陽能電池片，該產(chǎn)品多用于發(fā)電廠、充電系統(tǒng)、道路照明系統(tǒng)、交通標(biāo)志等，所發(fā)電力與電壓范圍廣，轉(zhuǎn)換效率高，使用年限長(zhǎng)。 項(xiàng)目生產(chǎn)工藝流程多晶硅片生產(chǎn)工藝多晶硅片生產(chǎn)工藝流程如下： 硅片工藝流程簡(jiǎn)圖主要工藝流程說明：裝料 將清洗后的或免洗的硅料裝入噴有氮化硅的涂層的石英坩堝內(nèi)，整體放置在定向凝固塊上，下爐罩上升與上爐罩合攏，抽真空，并通入氬氣作為保護(hù)氣體，爐內(nèi)壓力大致保持在4104～6104Pa左右；加熱利用均布于四周的石墨加熱器按設(shè)定的速率緩慢加熱，去除爐內(nèi)設(shè)施及硅料表面吸附的濕氣等；熔化增大加熱功率，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到1540℃左右的硅料熔化溫度并一直保持直至硅料完全熔化；長(zhǎng)晶硅料熔化結(jié)束后，適當(dāng)減小加熱功率，工作區(qū)溫度降至1430℃左右的硅熔點(diǎn)溫度，緩慢提升隔熱籠，使石英坩堝底部的定向凝固塊慢慢露出加熱區(qū)，形成垂直方向的大于0℃的溫度梯度，坩堝中硅料的溫度自底部開始降低并形成固液界面，多晶開始在底部形成，隨著隔熱籠的提升，水平的固液界面也逐漸上升，多晶硅呈柱狀向上生長(zhǎng)，生長(zhǎng)過程中需要盡量保持水平方向的零溫度梯度，直至晶體生長(zhǎng)完成，該過程視裝料的多少而定，約需要20～30h；退火長(zhǎng)晶完成后，由于坩堝中硅料的上部和下部存在較大的溫差，這時(shí)的多晶硅錠會(huì)存在一定的熱應(yīng)力，容易在后道剖錠、切片和電池制造過程中碎裂，因此，長(zhǎng)晶后應(yīng)保溫在硅熔點(diǎn)附近一段時(shí)間以使整個(gè)晶錠的溫度逐漸均勻，減少或消除熱應(yīng)力；出錠降低下爐罩，露出固定其上的坩堝，用專用的裝卸料叉車將坩堝叉出；破錠利用剖錠機(jī)將多晶硅錠上易吸收雜質(zhì)的上下表面及周邊切除，按所需硅片尺寸(如l25mml25mm規(guī)格或156mm156mm規(guī)格)切割成均勻的方形硅柱；切片用多線切割機(jī)將方形硅柱切割成厚度為220μm左右的多晶硅片；清洗、包裝清洗切好的硅片以去除切削液及表面的其他殘余物，烘干后包裝待用。晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)工藝流程本項(xiàng)目為年產(chǎn)100MWp晶體硅太陽能電池片，生產(chǎn)線可以兼顧單晶、多晶兩種硅片產(chǎn)品的生產(chǎn)。太陽能電池片生產(chǎn)工藝流程圖如圖32。太陽能電池生產(chǎn)工藝流程圖主要工藝流程說明：硅片檢測(cè)：硅片是太陽能電池片的載體，硅片質(zhì)量的好壞直接決定了太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率的高低，因此需要對(duì)來料硅片進(jìn)行檢測(cè)。該工序主要用來對(duì)硅片的一些技術(shù)參數(shù)進(jìn)行在線測(cè)量，這些參數(shù)主要包括硅片表面不平整度、少子壽命、電阻率、P/N型和微裂紋等。該組設(shè)備分自動(dòng)上下料、硅片傳輸、系統(tǒng)整合部分和四個(gè)檢測(cè)模塊。其中，光伏硅片檢測(cè)儀對(duì)硅片表面不平整度進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)檢測(cè)硅片的尺寸和對(duì)角線等外觀參數(shù)；微裂紋檢測(cè)模塊用來檢測(cè)硅片的內(nèi)部微裂紋；另外還有兩個(gè)檢測(cè)模組，其中一個(gè)在線測(cè)試[url=]模組[/url]主要測(cè)試硅片體電阻率和硅片類型，另一個(gè)模塊用于檢測(cè)硅片的少子壽命。在進(jìn)行少子壽命和電阻率檢測(cè)之前，需要先對(duì)硅片的對(duì)角線、微裂紋進(jìn)行檢測(cè)，并自動(dòng)剔除破損硅片。硅片檢測(cè)設(shè)備能夠自動(dòng)裝片和卸片，并且能夠?qū)⒉缓细衿贩诺焦潭ㄎ恢?，從而提高檢測(cè)精度和效率。清洗、制絨：首先用堿（或酸）腐蝕硅片，以去除硅片表面機(jī)械損傷。而后進(jìn)行硅片表面絨化，現(xiàn)在常用的硅片的厚度 180(m左右。去除硅片表面損傷層是太陽電池制造的第一道常規(guī)工序，主要是通過化學(xué)腐蝕，硅片化學(xué)腐蝕的主要目的是消除切片帶來的表面損傷，同時(shí)也能起到一定的絨面效果，從而減少光反射。擴(kuò)散、刻蝕：多數(shù)廠家都選用p型硅片來制作太陽電池，那么一般用POCL3液態(tài)源作為擴(kuò)散源。擴(kuò)散設(shè)備可用橫向石英管或鏈?zhǔn)綌U(kuò)散爐,進(jìn)行磷擴(kuò)散形成n 型層。擴(kuò)散的最高溫度可達(dá)到850900℃。這種方法制出的結(jié)均勻性好，方塊電阻的不均勻性小于10％，少子壽命大于10微秒。擴(kuò)散過程遵從如下反應(yīng)式：4POCL3 ＋3O2（過量）→ 2P2O5＋2CL2（氣）2P2O5＋5Si → 5SiO 2 + 4P背腐蝕去磷硅玻璃和邊緣PN節(jié)：用化學(xué)方法除去擴(kuò)散層SiO2與HF生成可溶于水的SiF62，從而使硅表面的磷硅玻璃（摻P2O5的SiO2）溶解，化學(xué)反應(yīng)為：SiO2 ＋6HF → H2（SiF6）＋2H2O減反射：采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 技術(shù)在電池表面沉積一層氮化硅減反射膜，不但可以減少光的反射，由于在制備SiNx減反膜過程中大量的氫原子進(jìn)入，能夠起到很好的表面鈍化和體鈍化的效果，這對(duì)于具有大量晶界的多晶硅材料而言，由于晶界的懸掛健被飽和，從而降低了復(fù)合中心的作用。由于具有明顯的表面鈍化和體鈍化作用，因此可以用比較差一些的材料來制作太陽電池。由于增強(qiáng)對(duì)光的吸收性的同時(shí)，氫原子對(duì)太陽電池起到很好的表面和體內(nèi)鈍化作用，從而提高了電池的短路電流和開路電壓。印刷+燒結(jié)：為了從電池上獲取電流，一般在電池的正、背兩面制作電極。正面柵網(wǎng)電極的形式和厚度要求一方面要有高的透過率，另一方面要保證柵網(wǎng)電極有一個(gè)盡可能低的接觸電阻。背面做成BSF結(jié)構(gòu)，以減小表面電子復(fù)合,印刷后高溫?zé)Y(jié)。檢測(cè)分選：為了保證產(chǎn)品質(zhì)量得一致性，通常要對(duì)每個(gè)電池測(cè)試，并按電流和功率大小進(jìn)行分類，可根據(jù)電池效率進(jìn)行分級(jí)。包裝入庫：將分選好的電池片進(jìn)行包裝，并入庫。主要用能設(shè)備本項(xiàng)目在設(shè)備選用上，是為了提高電池的最終產(chǎn)品質(zhì)量、光電轉(zhuǎn)換效率及整線生產(chǎn)效率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本出發(fā)，根據(jù)產(chǎn)品定位，選用適用的國(guó)內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備。對(duì)設(shè)備基本要求一是配備先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)連續(xù)性好，提高單機(jī)自動(dòng)化水平、增加批次裝片量、提高單機(jī)生產(chǎn)效率和設(shè)備能效；二是性能可靠，環(huán)保節(jié)能；操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，尤其是適合大尺寸、薄硅片的工藝技術(shù)設(shè)備，以節(jié)約硅材料降低成本；三是具有先進(jìn)的檢測(cè)功能和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的雙向交流功能；四是在生產(chǎn)線中，提