【正文】 工藝流程、成本控制、原材料采購及產(chǎn)品銷售等方面均擁有成熟的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品的利潤率較高。第三章 市場預(yù)測和產(chǎn)品方案 國內(nèi)外太陽能光伏組件市場概況 國外光伏組件概況(1)太陽能光伏發(fā)電世界光伏組件在過去15年快速增長，21世紀(jì)初，發(fā)展更加迅速，最近三年平均年增長率超過20%。在產(chǎn)業(yè)方面，各國一直通過擴(kuò)大規(guī)模、提高自動(dòng)化程度，改進(jìn)技術(shù)水平、開拓市場等措施降低成本，并取得了巨大進(jìn)展。單條生產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模從15MW/年發(fā)展到535MW/年，并正在向50MW甚至100MW擴(kuò)大；光伏組件的生產(chǎn)成本降到3美元/瓦以下。多年來光伏產(chǎn)業(yè)一直是世界增長速度最高和最穩(wěn)定的領(lǐng)域之一。光伏發(fā)電的未來前景已經(jīng)被愈來愈多的國家政府和金融界(如世界銀行)所認(rèn)識。到下世紀(jì)中葉，光伏發(fā)電成為人類的基礎(chǔ)能源之一。 △% (從1996年的105MW增加到2006年的1282MW)。②隨著太陽能光伏組件的成本逐漸下降，光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝成本每年以5%速率降低。因此今后太陽電池組件成本逐漸降低是必然的趨勢。目前光伏組件的生產(chǎn)規(guī)模在5—20MW/年。同時(shí)自動(dòng)化程度、技術(shù)水平也將大大提高、電池效率將由現(xiàn)在的水平(單晶硅15%17%，多晶硅13%15%)向更高水平(單晶硅18%20%，多晶硅16%18%)發(fā)展。建筑光伏集成具有多功能和可持續(xù)發(fā)展的特征，建筑物的外殼能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積，不需要占用昂貴的土地，省去光伏系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)；光伏陣列可以代替常規(guī)建筑材料，從而節(jié)省安裝和材料費(fèi)用，例如常規(guī)外墻包覆裝修成本與光伏組件成本相當(dāng)；光伏系統(tǒng)的安裝可集成到建筑施工過程，降低施工成本；在用電地點(diǎn)發(fā)電，避免傳輸和配電損失(510%)，降低了電力傳輸和配電的投資和維修成本；集成設(shè)計(jì)使建筑更加潔凈、完美，更使人賞心悅目，更容易被專業(yè)建筑師、用戶和公眾接受。 國內(nèi)光伏組件概況2002年以來，隨著尚德、英利等新建規(guī)模企業(yè)的陸續(xù)投產(chǎn)和原有企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張，中國光伏組件生產(chǎn)規(guī)模年均增長300％以上。 截止2007年底中國光伏電池總產(chǎn)能超過800MW，組件總產(chǎn)能超過1200 MW，并且仍然不斷有企業(yè)新進(jìn)投資光伏產(chǎn)業(yè)。中國光伏產(chǎn)業(yè)的高速增長是在世界光伏市場需求急劇增長情況下取得的，由于國際上光伏最大市場的并網(wǎng)應(yīng)用在國內(nèi)仍然處于零星示范論證階段，中國光伏生產(chǎn)規(guī)模的增量大部分用于出口市場。我國光伏組件生產(chǎn)逐年增加，成本不斷降低，市場不斷擴(kuò)大，裝機(jī)容量逐年增加。特別是光伏電源系統(tǒng)解決了許多農(nóng)村學(xué)校、醫(yī)療所、家庭照明、電視等用電，對發(fā)展邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)揮了十分重要的作用。根據(jù)光伏工業(yè)自身的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)量和規(guī)模每增加一倍，成本下降約20%。至2020年中國可再生能源將達(dá)到總發(fā)電裝機(jī)容量的20％，以此推算，光伏系統(tǒng)的安裝容量將達(dá)到4～8GW。 我國太陽能電池的產(chǎn)量最近幾年持續(xù)保持高速增長，短短幾年，從事光伏產(chǎn)業(yè)的企業(yè)已發(fā)展致500多家。由于太陽能電池的高速發(fā)展，國內(nèi)太陽能電池單晶硅生產(chǎn)企業(yè)不斷增多，目前規(guī)模最大的是河北寧晉單晶硅基地，2006年產(chǎn)量已達(dá)1170噸/年，銷售額達(dá)到36億元。2006年我國太陽能用單晶硅產(chǎn)量已達(dá)3188噸，已占到全國單晶硅生產(chǎn)量的85%。表33 2001～2006年國內(nèi)太陽能用單晶硅生產(chǎn)狀況。 國際太陽電池市場概況 國際市場需求的增長近年來，太陽電池每年銷售量在全球范圍以每年25%的速度遞增。到2010年每年的銷售金額將超過每年約110億美元。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。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。如果電池的市場龐大，制造成本自然會(huì)下降，從而進(jìn)一步促進(jìn)市場需求，形成良性循環(huán)。如日本的“新陽光計(jì)劃”、德國政府的“再生能源的法案”、美國政府的“一百萬戶屋頂計(jì)劃”、澳洲政府的“一萬個(gè)太陽能屋頂計(jì)劃”等。表31為主要西方國家在太陽電池應(yīng)用方面的發(fā)展計(jì)劃，表32為美國太陽電池容量以及累計(jì)總安裝數(shù)量一覽表。近年來西方國家通過一系列的能源非壟斷改革措施，讓消費(fèi)者個(gè)人來決定是否愿意多付電費(fèi)來支持綠色能源，結(jié)果在西方主要國家有約32%的消費(fèi)者愿意使用比傳統(tǒng)電力貴的再生能源。隨著太陽能技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，成本將進(jìn)一步降低。根據(jù)“半導(dǎo)體市場情報(bào)織”可靠分析與預(yù)測，到2010年在加速發(fā)展的情形下，每年太陽電池的銷售量將為2100MW。而2000年288MW的銷售量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過在加速發(fā)展情況下的預(yù)測數(shù)據(jù)。也就是說生產(chǎn)量必須增加十倍以上。因此，當(dāng)前是進(jìn)入太陽電池產(chǎn)業(yè)的一個(gè)最佳的時(shí)機(jī)。而在此同時(shí)，國內(nèi)對太陽電池產(chǎn)品的需求正逐年增加。我國政府對發(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)方便的手段。從2003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(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)安裝1個(gè)兆瓦以上的太陽能發(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。因此，世界能源組織和世界銀行也在資助和鼓勵(lì)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。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。 全國共有線切設(shè)備380臺(tái)，太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)20多家，電池生產(chǎn)線50多條，生產(chǎn)能力達(dá)1300多兆瓦。全國太陽能電池組件廠300多家，其中江蘇省就有約175家。 由此可見，項(xiàng)目產(chǎn)品單晶硅及切片市場前景廣闊。 投資規(guī)模 市場需求是決定生產(chǎn)規(guī)模的首要因素，鑒于對市場需求量的分析，再結(jié)合公司生產(chǎn)實(shí)際和今后發(fā)展方向，制定該項(xiàng)目的投資規(guī)模：年產(chǎn)200t單晶硅及1200萬片單晶硅切片。第四章 原料供應(yīng)本項(xiàng)目原輔材料消耗按年產(chǎn)200t單晶硅計(jì)算，本項(xiàng)目的主要原材料是硅料及輔助材料。表4－1　 主要原輔材料供應(yīng)一覽表序號原輔材料名稱包裝規(guī)格單位消耗量1多晶硅料/t/a1922氫氟酸（55%）5kg/桶，塑料桶t/a963硝酸（65%）15kg/桶，塑料桶t/a1024片 堿50kg/袋，蛇皮袋t/a305冰醋酸（99%）15kg/桶，塑料桶t/a486雙氧水（30%）15kg/桶，塑料桶t/a7氨 水（30%）15kg/桶，塑料桶t/a8無水乙醇1kg/瓶，玻璃瓶t/a9免清洗單晶硅料/t/a28810液氬/m3/a320011切割液200kg/桶，塑料桶t/a54012SiC粉末/t/a54013洗滌劑/t/a1414磨 液10kg/桶，塑料桶t/a15細(xì) 砂（噴砂用）/t/a16外購硅片/萬片/a40(1)電：3200104KWH(2)自來水：年用水量20萬噸(3)純水：純水制備量 10噸/小時(shí)，水質(zhì)≥18MΩ(4)液氬： 3200m179。足夠滿足項(xiàng)目需要。第五章 工程技術(shù)方案 設(shè)計(jì)原則(l)本項(xiàng)目將根據(jù)年產(chǎn)200t單晶硅及1200萬片單晶硅切片的生產(chǎn)規(guī)模，利用已有廠房及公用輔助設(shè)施，引進(jìn)具有國際先進(jìn)水平的切片機(jī)、切方機(jī)及硅片檢測設(shè)備；購置熱場、碳?xì)?、石英坩鍋、直拉式單晶爐、單晶硅帶鋸床等國產(chǎn)設(shè)備。(3)重視環(huán)保，對各種污染源進(jìn)行科學(xué)的處理，使三廢經(jīng)處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。(5)貫徹環(huán)境保護(hù)“三同時(shí)”、工業(yè)職業(yè)安全衛(wèi)生及節(jié)能原則。 工藝流程本項(xiàng)目投產(chǎn)后，產(chǎn)品產(chǎn)量為：單晶硅200t/a（切割能力約1200萬片/a）。主要為多晶硅料、頭尾料和鍋底料等不可直接利用的原料。即根據(jù)硅料的電阻率（利用電阻儀進(jìn)行測試）不同進(jìn)行分類（cm以上的硅料方可利用），同時(shí)去除表面肉眼可見的雜質(zhì)，并將分類的廢硅料進(jìn)入下一道工序生產(chǎn)；若硅料表面較臟且人工無法去除，則采用打磨或噴砂的方式進(jìn)行去除；部分硅料需利用無水乙醇進(jìn)行擦拭，以去除其表面的少量油污。將需要酸洗的硅料放入塑料防腐蝕籃內(nèi)，裝入質(zhì)量約3kg/個(gè)；若廢硅料表面雜質(zhì)較多，則需要進(jìn)入氫氟酸（濃度為55%）腐蝕槽進(jìn)行浸泡腐蝕，硅料放入后立即關(guān)閉腐蝕槽，操作條件為常溫，時(shí)間約24h～48h/批，主要去除硅料表面的SiO2雜質(zhì)及金屬雜質(zhì)；若廢硅料表面較清潔，則可將裝籃的廢硅料直接放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)進(jìn)行清洗去除硅料表面的少量油脂，主要加入一些洗滌劑（如無磷洗衣粉等），時(shí)間約10～15min；經(jīng)超聲波清洗后將硅料用自來水進(jìn)行沖洗（2遍）。將經(jīng)氫氟酸浸泡或沖洗后的部分硅料放入酸洗槽內(nèi)進(jìn)行酸洗，硅料放入后浸泡2～3min后即酸洗完畢，主要去除硅料表面的SiO2雜質(zhì)及金屬雜質(zhì)；少量硅料由于表面酸洗不徹底需對其利用1號清洗液（由雙氧水〈33%〉、氨水〈30%〉及自來水按1:1:7的體積比進(jìn)行配比）進(jìn)行清洗處理；酸洗或清洗完畢后利用高純水進(jìn)行沖洗（共6道）以去除硅料表面殘留的酸液。將沖洗后的硅料放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)進(jìn)行清洗，進(jìn)一步去除硅料表面附著的殘留酸液，使其表面無酸液附著；之后將清洗完畢的硅料放入高純水中浸泡5min，用以去除硅料表面痕量的酸液，直至確定無酸液附著（主要測試高純水電導(dǎo)率來確定，）。經(jīng)高純水浸泡后的硅料放入甩干機(jī)內(nèi)進(jìn)行甩干以去除硅料表面殘留的水分，之后送入烘箱（采用電加熱）內(nèi)進(jìn)行烘干處理對硅料進(jìn)行徹底干燥（烘干溫度為115℃，～5h不等）；經(jīng)烘干后的硅料即可包裝入庫，以便進(jìn)行后道加工。其工序與前述酸洗腐蝕工藝一起完成，除酸洗腐蝕外的部分硅料，采用堿腐蝕+酸洗工藝。將沖洗后的硅料放入堿腐蝕槽（1個(gè)，規(guī)格為Ф1m1m）內(nèi)進(jìn)行腐蝕，硅料放入后腐蝕時(shí)間在30s～10min不等，腐蝕溫度約80℃，主要去除硅料表面的SiO2等非金屬雜質(zhì)；另外，腐蝕槽上方設(shè)置集氣抽風(fēng)裝置，進(jìn)出料時(shí)開啟抽風(fēng)裝置，產(chǎn)生的堿霧進(jìn)入廢氣處理設(shè)施處理；腐蝕完畢后的硅料利用高純水進(jìn)行清洗（共3道），以去除硅料表面殘留的堿液；之后利用超聲波清洗進(jìn)一步去除硅料表面殘留的痕量堿液。將超聲波清洗完畢的硅料送入酸洗槽（，1個(gè)）內(nèi)進(jìn)行酸洗，硅料放入后浸泡2～3min后即酸洗完畢，進(jìn)一步去除硅料表面的SiO2雜質(zhì)及金屬雜質(zhì)；酸洗完畢后將硅料放入氫氟酸（濃度為5%）浸泡槽（1個(gè)，）內(nèi)進(jìn)行浸泡3～5min使硅料表面的金屬非金屬雜質(zhì)基本上清除完畢（運(yùn)作時(shí)間約為8h/d）。上述工序說明具體見前述酸洗腐蝕工藝流程說明。單晶硅生產(chǎn)過程中使用的硅料，均為成品（無需再進(jìn)行腐蝕、酸洗等處理；其中部分硅料由企業(yè)自身腐蝕、酸洗得到，其余均由外單位進(jìn)行腐蝕加工）即可投爐加工。即將成品硅料根據(jù)要求與相應(yīng)的母合金（主要是P、Be等元素含量多一點(diǎn)的硅片，加入量約為硅料加入量的百萬分之一）進(jìn)行混合裝入單晶爐內(nèi)拉晶（控制溫度約為1420℃，時(shí)間約為30～40h/批，每批生產(chǎn)量約為20kg/爐；拉晶過程中單晶爐內(nèi)采用液氬作為保護(hù)氣體；該過程主要是利用高溫使高純硅在單晶爐內(nèi)熔融并使原子進(jìn)行有序排列，待有序排列完畢后由單晶爐上方拉晶成柱狀硅棒）；硅棒生長完畢后對單晶爐進(jìn)行冷卻，之后將硅棒從單晶爐內(nèi)卸下，以便后道加工處理。利用各類檢測設(shè)備對成規(guī)則柱狀硅棒進(jìn)行電阻率、氧、碳等成分進(jìn)行測試，經(jīng)測試合格后（測試不合格的硅棒則送單晶爐或結(jié)晶爐作回爐重新拉晶處理）送入切斷機(jī)內(nèi)進(jìn)行分段處理（一般直徑為125mm，長度以30～40cm不等）便得到成品硅棒，分段的目的主要是使硅棒能夠順利進(jìn)入切片機(jī)內(nèi)進(jìn)行切片處理；分段過程采用自來水對設(shè)備進(jìn)行冷卻，經(jīng)冷卻后排入廠區(qū)內(nèi)污水處理設(shè)施。去頭尾、切方，即利用切斷機(jī)對硅棒進(jìn)行去頭尾處理，之后利用切方機(jī)對其進(jìn)行切方處理使其成為規(guī)則柱狀；然后進(jìn)行分段。該過程采用自來水對設(shè)備進(jìn)行冷卻，經(jīng)冷卻后排入廠區(qū)內(nèi)污水處理設(shè)施。將分段的成品硅棒送入切片機(jī)內(nèi)進(jìn)行切片處理（每臺(tái)切片機(jī)需加入250kg切割液及250kgSiC粉末作為冷卻液，其在使用過程中經(jīng)設(shè)備自帶的過濾裝置過濾后循環(huán)使用、定期排放；）；切片得到的硅片厚度約為200μm。對切好的硅片須進(jìn)行清洗處理，主要包括自來水洗（時(shí)間約6min，控制溫度為30～40℃）、純水洗（2道，每道控制條件為：時(shí)間約6min，溫度為30～40℃）、清洗劑清洗（共3道，其中前兩道清洗劑濃度為5%，后道為1～2%，每道控制條件為：時(shí)間約6min，溫度為65℃）、純水洗（2道，每道控制條件為：時(shí)間約6min，溫度為30～40℃），經(jīng)清洗后的硅片送入離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行甩干處理以去除硅片表面殘留的少量水分。對成品硅片進(jìn)行檢測（主要對其電阻率、氧、碳等成分及外觀），經(jīng)檢測合格后即可包裝出廠。 主要設(shè)備選型 選型原則 (1)技術(shù)先進(jìn)：設(shè)備性能先進(jìn)。 (2)可靠性高：設(shè)備成熟度高。擬選擇的相關(guān)設(shè)備介紹如下：(1)切片機(jī)日本、瑞士所生產(chǎn)的高速多道線切割機(jī)是具有世界先進(jìn)水平的切片機(jī)。MWM442DM型高速多道線切割機(jī)有非常高的成品率。日本NTC公司生產(chǎn)的高速多道線切割機(jī)MBS1000適用于裁切光伏電池硅晶塊MBS1000型高速多道線切割機(jī)具有材料損耗少、加工精度高、產(chǎn)量及生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。 主要特點(diǎn)： －適應(yīng)低電阻率樣片的測試需要 －全自動(dòng)操作及數(shù)據(jù)處理(4)硅片檢測設(shè)備單點(diǎn)少子壽命、電阻率和厚度測試儀匈牙利Semilab WT1000Res 單點(diǎn)硅片少子壽命、硅片厚度和電阻率測試儀，提供快速、無接觸、無損傷的測試。 主要應(yīng)用： －硅片進(jìn)（出）廠的質(zhì)量控制 －電池工藝過程質(zhì)量控制引進(jìn)設(shè)備清單見表51（美元與人民幣的比價(jià)為：1：7）。(1)單晶爐NXRJCZ8520單晶爐屬軟軸提拉式單晶爐，它是在惰性氣體環(huán)境中，通過石墨電阻加熱器將半導(dǎo)體材料加熱并熔化，然后用直拉法生長無位錯(cuò)的單晶設(shè)備。該設(shè)備可使用18〞或20〞的熱系統(tǒng)，投料6080kg，拉制6〞〞的單晶，此設(shè)備提供兩對（四個(gè)）電極，可滿足用戶采用兩溫區(qū)加熱的工藝要求。主要技