5mw非晶硅太阳电池生产线建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)

5mw非晶硅太阳电池生产线建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

p ，加上 生产 管理人员约 60 人的工资； 水电 消耗； ； ③工厂成本： 元 /MWp a. 公司管理人员、科技人员及职能部门人员约 40 人 的工资； 、新技术研发费用； ； ； 产品销售价格 目前，双结非晶硅太阳电池的国际市场（成交价）为 3 美元/ Wp 左右，保守预测，售价为 20 元 /MWp。 这样在国内外都有 23 很强的竞争力； 经济效益预测 ①利润率 每峰瓦（ Wp）太阳电池的利润＝售价 工厂成本 税金 ＝ ＝ 元 税前 利润率约为 ％； ②年利税 年利税总额 =销售总额 工厂总成本 固定资产年折旧 =1000048501250 =3900万元 4060MWp 非晶硅 微晶硅 太阳电池生产线经济效益分析 项目总投资 ： 63000 万元 5MWp 生产线正常运转基础上，从资本市场融资 ： 一期投资 54000 万元，建设 40MWp 大面积非晶硅太阳电池生产线； 二期投资 9000 万元，将 40MWp 大面积非晶硅太阳电池生产线升级为 60MWp 微晶硅太阳电池生产线； 项目经济效益分析 24 太阳电池成本 ①原材料成本： 7 元 /MWp 原材料包括 透明导 电玻璃、纯硅烷及 P 气、 N 气等特种气体、磁控溅射靶材、封装材料等。 ②车间成本： 8 元 /MWp ，加上管理人员约 60 人的工资； 水电 消耗； ； ③工厂成本： 元 /MWp b. 公司管理人员、科技人员及职能部门人员约 40 人的工资； 、新技术研发费用； ； ； 产品销售价格 目前， 大面积、高转化率的非晶硅太阳电池较少，售价较高，可参照双节非晶硅太阳电池 售价 20 元 /Wp 进行保守测算。 这样将来 在国内 外 市场 销售时， 会 有很强的 价格 竞争力； 经济效益预测 ①利润率 每峰瓦（ Wp）太阳电池的利润＝售价 工厂成本 税金 25 ＝ ＝ 元 税前 利润率约为 ％； ②年利税 年利税总额 =销售总额 工厂总成本 固定资产年折旧 =80000344005400 =40200万元 5 研究 结论 和 项目 建议 可行性研究结论 a、太阳能光伏发电必将成为继水力、风力发电后新型清洁能源的重要组成部分，在未来人类能源结构中占有举足 轻重的地位。 光伏产业迅猛发展，光伏企业也必将取得良好的经济效益 ，同时能够取得节能减排、保护环境的巨大社会效益。 b、非晶硅薄膜太阳电池以及未来的非晶 微晶硅叠层太阳电池以其低成本、低能耗、低资源消耗、无污染、易于大规模生产、应用范围广等优势，代表了产业未来发展方向，产品目前和未来的市场经济效益良好。 c、黑龙江哈克新能源有限 公司作为中国最早进行非晶硅太阳电池的生产企业，经过 20 多年的发展，拥有成熟的生产管理组织和 管理 经验，拥有稳定的市场销售渠道和行业知名度，培养了一支 经验丰富和熟练掌握非晶硅制造工艺技术的生 产、技术和管理 26 人员队伍。 投资扩建生产线不仅可行，而且比其他企业更具有优势。 项目建议 为了适应市场需求、减小一次性投资过大的筹资压力， 降低投资回收风险， 可把 项目分三期投资建设：一期投资 12500 万人民币，在公司现有设施的基础上扩建改造，建设 5MWp 生产线，在短期内就可形成生产能力，生产目前市场主流的双节非晶硅太阳电池产品， 开拓占领欧美市场，形成稳定的市场渠道，创造良好的经济效益，增强公司 进一步发展的 自身筹资能力；二期 投资54000 万元 （ 届时 设备报价会有所降低，投资规模从而下降） ，40MWp 生产线， 拥有 先进的技术和 更加 经济的生产规模，取得更好的经济效益；三期投资 9000 万元，将 40MWp 生产线升级为 60MWp 非晶 微晶 硅生产线，不断扩大生产规模， 占据技术领先地位，保持市场竞争优势。 黑龙江哈克新能源有限公司 2020 年 1 月 27 非晶硅太阳能电池行业调研报告 一、太阳能电池概述 太阳能电池原理 太阳能电池是通过光电效应 或者 光化学效应把光能转化成电能的装置。 太阳能电池以光电效应工作的结 晶 体太阳能电池和薄膜 式 太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿 式太阳能电池则 还处 于萌芽阶段。 太阳能电池工作原理的基础是 半导体 PN结的光 生 伏 特 效应。 所谓光 生 伏 特 效应就是当物体受到光照 时 ，物体内的电荷分 布状态 发生变化而产生电动 势 和电流的一 种 效应。 为了理解太阳能电池的运 做 ，我 们 需要考虑材料的属性并 且 同 时 考虑太阳光 的属性。 太阳能电池包括两 种类 型材料，通常 意 义上的 P 型 硅 和 N 型 硅。 在纯 净 的 硅晶 体中， 自由电子和 空 穴的 数 目是相等的。 如 果 在 硅晶 体掺杂了能俘 获 电子的硼、铝、 镓 、铟等杂质 元素 ，那么就构成 P 型半导体。 如 果 在 硅晶 体面中掺入能 够 释放电子的磷、 砷 、锑等杂质 元素 ，那么就构成了 N 型半导体。 若把这两 种 半导体结 合 在一起， 由 于电子和 空 穴的 扩 散， 在交接面 处 便 会 形成 PN结，并在结的两边形成内建电场。 太阳光照在半导体 pn结上，形成 新的 空 穴 电子对，在 pn 结电场的作用下， 空 穴 由 n 区 流 向 p 区 ，电子 由 p 区 流 向 n 区 ，接通电 路后 就形成电流。 这就是光电效应，也是太阳能电池的工作原理。 太阳能电池种类 太阳能电池的种类有很多，按材料来分，有硅基太阳能电池（单晶，多晶， 非晶），化合物半导体太阳能电池（砷化镓（ GaAs），磷化铟（ InP）， 碲化镉 （ CdTe） , 铜铟镓硒 （ CIGS）），有机聚合物太阳能电池 (酞青，聚乙炔 )，染料敏化太阳能电池，纳米晶太阳能 电池；按结构来分，有体结晶型太阳能电池和薄膜太阳能电池。 太阳能电池发展趋势 市场发展的需求和发电成本降低的需要是太阳能光伏技术发展的“原动力”；同时，技术进步也是促进光伏产业发展的重要因素。 几十年来，围绕着降低成本的各种研究工作取得了辉煌成就，表现在电池效率不断提高、硅片厚度持续减薄、新材料应用、产业化技术改进等方面，对降低光伏发电成本起到了决定性作用。 电池效率不断提高 单晶硅 电池的 实验室 效 率 已经从 50 年 代 的 6％ 提 高目前的 ％（ 商 业化效 率 16～20％）； 多晶硅 电池 实验室 效 率 目前达到了 ％（ 商 业化效 率 14～ 16％）。 薄膜 电池的研 究 工作也 获得 了 很 大成 功 ，非 晶硅 薄膜 电池 实验室稳定 效 率 达到了 13％、 碲 化 镉 （ CdTe）电池 实验室稳定 效 率 达到 ％、 铜 铟 硒 （ CIS）电池 实验室 效 率 达到 ％。 其 他新 型 电池，如 多晶硅 薄膜 电池、染料 敏 化电 池、 有 机电池等不断 取得 进展，更高效 率 的 复 合 型 电池也 受 到广 泛 的 关注。 年份 薄晶硅电池 薄膜硅电池 超高效电池 CIS电池 染料电池 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 预测 2020— 2030年主要太阳能电池光电转换效率 （ %） 商业化电池硅片厚度不断降低 降低硅片厚度是减少硅材料消耗、降低太阳能电池成本的有效技术措施。 30 多年来，太阳能电池硅片厚度从 70 年代的 450～ 500μm 降低到目前的 180～ 280μm，降低了一半以 28 上，硅材料用量大大减少， 对降低太阳能电池成本起到了重要的作用。 年代 厚度（ um） 硅材料用量 t/MW 20世纪 70年代 450500 》 20 20世纪 80年代 400450 1620 20世纪 90年代 350400 1316 2020年 180240 1213 2020年 150180 1011 2020年 80100 810 表 太阳能电池厚度及用硅量预测 生产规模不断扩大 生产规模不断扩大和自动化持续提高是太阳能电池生产成本降低的重要方面。 太阳电池单厂生产规模已经从上世纪 80年代的 1～ 5MW/年发展到 90年代的 5～ 30MW/年和本世纪的50～ 500MW/年。 生产规模与成本降低的关系体现在学习曲线率 LR（ Learning Curve Rate）上，即生产规模扩大 1 倍，生产成本降低的百分比。 对于太阳电池来说， 30 年代统计的结果， LR＝ 20％（含技术进步在内），是所有可再生能源发电技术中最大的，是现代集约化经济的最佳体现者之一。 组件成本大幅降低 光伏 组 件成本 3年来 降低 了 2个 数 量 级。 2020年世界 重 要 厂商 的成本为 2～ 美 元 /Wp，售 价 ～ 3美 元 /Wp， 2020 年以 后 因能源及原 材 料 紧缺 ， 价格有 所 回 升。 电池技术快速发 展 2020 年 各种 电池技术的市场 份额 中，其中 多晶硅 56％， 单晶硅 29％， HIT电池（非 晶硅 （ p－型 ） /单晶硅 （ n－型 ） 异 质 结 电池） 5％，其 他 为 薄膜 电池， 共 计约 7％。 多晶硅 电池在 1998 年 开始 超过 单晶硅后 一直 持 续增长， 各种 薄膜 电池的 绝 对生产量近年来也在 稳定增 加 ，反 映 出 技术进步的推动 力 量。 总的来说， 作为太阳能电池的材料， IIIV 族化合物及 CIS等系由稀有元素所制备，尽管以它们制成的太阳能电池转换效率很高，但从材料来源看，这类太阳能电池将来不可能占据主导地位。 而另两类电池 ， 纳米 晶 太阳能电池和 有机 聚合物 太 阳能电池 ，它们的研究刚刚起步，技术不是很成熟，仍处于探索阶段，短时间内不可能替代硅系太阳能电池。 因此，从转换效率和材料的来源角度讲，今后发展的重点仍是硅太阳能电池特别是多晶硅和非晶硅薄膜电池。 由于多晶硅和非晶硅薄膜电池具有较高的转换效率和相对较低的成本，将最终取代单晶硅电池，成为市场的主导产品。 下面我将重点讲述着三种硅基太阳能电池的制作工艺和优缺点，以及在今后的发展中需要解决的问题。 二．硅基太阳能电池 单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池是当前开发得最快 、应用最为广泛的 一种太阳能电池，它的构造和生 产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。 其生产工艺流程如下： 将单晶硅棒切成片，一般片厚约。 硅片经过抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。 加工太阳能电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。 扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。 这样就硅片上形成 PN结。 然后采用丝网印刷法，精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。 因此，单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。 单体片经过抽查检验，即可按所需要的规格组装 成太阳能电池组件（ 太阳能电池板 ），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。 29 最后用框架和材料进行封装。 多晶硅 薄膜 太阳能电池 通常的 晶 体 硅 太阳能电池是在厚度 200～ 350μ m 的高质量 硅 片上 制 成的，这 种硅 片从 提拉 或 浇铸的 硅 锭上锯割而成。 因此 实际 消耗的 硅 材料更 多。 为了 节 省材料， 人们 从 70 年 代中 期 就 开始 在 廉价 衬底上沉 积多晶硅 薄膜。 多晶 硅 （ PolySi）薄膜是 由许多 大 小 不等和具有 不同 晶 面 取向 的 小晶 粒构成的。 其 晶 粒尺寸一般约在几 十至 几 百 nm级 ，大颗粒尺寸可达 μ m级。 高质量的半导体 多晶硅 薄膜的 许多 性能参 数 ，都可用 单晶硅 （ cSi）薄膜和非 晶硅 氢 合金 （ aSi： H）薄膜的参 数 来 代 替。 多晶硅 薄膜在长波段具 有 高光敏性，对可 见 光能 有 效吸收 ，又具 有 与 晶 体 硅 一样的光照 稳定 性，因此 被公认 为是高效、 低 耗的理想光伏器件材料。 目前 制备多晶硅 薄膜电池 多采 用化学气相沉 积法 ，包括 低压 化学气相沉 积 （ LPCVD）和等离子增强化学气相沉 积 （ PECVD）工艺。 此外，液相外延 法 （ LPPE）和溅射沉 积法 也可用来 制备多晶硅 薄膜电池。 多晶硅 薄膜可在 600℃ 以下的 低 温沉 积 ， 随后 用 激 光 加 热 晶 化 或固相结 晶 等方 法 形成。 电池衬底可 采 用玻璃 甚至 塑料 类 的柔性材料。 也可以直接在高温下生长形成 多晶硅 薄膜，生长温度大于 1000℃ ， 硅 的沉 积 速 率 约为 5nm／ min。 生长温度高就需要选择耐高温衬底材料，目前通常 采。