年产100mw晶体硅太阳能电池片项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年产100mw晶体硅太阳能电池片项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

源战略、规划的需要，设立可再生能源、农 村能源发展专项资金 规划太阳 能光伏发电重点：开展无电地区电力建设，启 动光伏发电城市应用工程，开展光伏电站试点；开展技 术研发和装备制造、产业体系的建设 26 我国太阳能装机容量及发电量规划 产业规划 2020 年 2020 年 2020 年 2030 年 2050 年 19 装机容量 年发电量 发电比例 万 KWp 亿 KWH 3% 30 万 KWp 亿 KWH % 180 万 KWp 亿 KWH 8% 1000 万 KWp 140 亿 KWH % 10000 万 KWp 1500 亿 KWH % 国内光伏市场概况 我国光伏发电的市场主要集中在通信和工业应用、农村电气化和边远地区的脱网独立发电应用等领域（详见表27），其中偏远农村地区电气化所占的比例最高（ 2020 年的比例为 33%），与国外不同的是我国用于并网发电的比例相对较少，仅占 4%。 相比政府补贴项目，我国商业化市场所占份额相对较高， 2020 年达到 43%（包括通信与工业应用27%和太阳能光伏产品 16%）。 表 27 我国光伏发电市场的构成与预测 2020 2020 年 2020 年 领域 累计装机 （ MWp） 市场 份额 累 计装机 （ MWp） 市场 份额 累计装机 （ MWp） 市场 份额 农村电气化 33 % 150 50% 400 22% 通信和工业 27 % 45 15% 300 11% 光伏产品 16 20% 32 % 200 17% 城市并网发电 % 53 % 700 39% 荒漠并网发电 % 20 % 200 11% 合计 80 100% 300 100% 1800 100% 根据《可再生能源法》和《可再生能源“十一五”规划》中的有关内容， 我国光伏市场的规划路线初步形成两个阶段。 第一阶段： 20202020 年，光伏重点领域为农村电气化。 我国“新农村建设”规划中强调加快农村及边远地区的基础设施， 2020 年全国有近 7000 个农村面临基建改善和电气化的政策扶持机遇，因此加快农电普及化是近五年输配电领域的重点，到 2020 年累计装机达 150MWp， 占光伏市场的 50%，到 2020 年累计装机达 400MWp，能够解决相当程度的农电匮乏的问题。 第二阶段： 20202020 年间，城市并网发电及光伏消费品将成为重点发展领域，尤其是并网发电，年装机容 量将从2020 年的 30 万 KWp攀升至 2020 年的 180 万 KWp。 随着政府实质性的上网发电成本补贴政策的出台，我国光伏市场有望在 2020 年前后以惊人的速度启动，成为在全球具有影响力的光伏市场。 随着中国对能源的需求量日益增加，环保压力增大，在国内太阳能光伏发电问题也得到了广泛的关注。 随着环境保护的理念的深入和化石燃料价格的波动，以及我国和世界各国政府都纷纷制定了鼓励太阳能光伏发电发展的政策，并对太阳能光伏发电的建设进行补贴；太阳能光伏发电产业迎来了发展的良好机遇。 虽然金融危机对经济的影响依然存在，但 从长远来看太阳能光伏发电产业世界光伏市场的政策推动力依然存在，光伏产业的市场成长依然强劲。 太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。 预计到 2030 年，可再生能源在总能源结构中将占到 30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到 10％以上；到 2040 年，可再生能源将占总能耗的 50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的 20％以上；到21 世纪末，可再生能源在能源结构中将占到 80％以上，太阳能发电将占到 60％以上。 这些数字足以显示 出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。 由此可以看出，太阳能电池市场前景广阔。 建设规模及产品方案 建设规模 根据市场需求和企业实际现状，本项目拟采用国内外先进的全自动太阳能电池片印刷设备、全自动太阳能电池片测试分选设备、烧结炉及测试仪等设备，配置相关辅助设备，以形成年产 100 MW 晶体硅太阳能电池片生产能力。 产品方案 根据企业实际情况和市场调查，本项目的产品方案拟定为： 太阳能电池片： 100MW/年 产品主要质量指标 符合国家及行业有关标准 要求。 光伏太阳能行业主要的产品标准包括国家标准 GB/T95351998：地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型，相对应的国际标准是 IEC6121591993标准。 目前，晶体硅太阳能电池片的主要标准为国家标准《单晶硅太阳电池总规范》（ GB1263290）， 该规范对单晶硅太阳电池的技术要求、试验方法和检验项目制订了相应标准。 生产计划 项目建设期为二年，项目建成后第一年为投产年，生产量达到设计能力的 80%，第二年后进入达产期，年产量达到 100%的设计能力。 第三章 原料及辅助材料供应 原辅材料供应 主要原辅材料用量 根据建设规模和产品方案，本项目为年产 100MW 晶体硅太阳能电池片。 因此，根据产品方案测算，项目年需主要原、辅材料用量估算如下： 表 31 项目主要原辅材料估算表 序号 名 称 单 位 数 量 备注 1 硅基片 万片 3600 河北晶龙实业有限公司 上海通用硅材料有限公司 2 铝浆 吨 100 美国 3 银浆 吨 8 美国 4 银铝浆 吨 美国 5 其他辅助材料 市场采购 主要原辅材料质量要求 本项目所需原辅材料的质量均必须符合国家相关标准的品 质指标，并且要满足客户要求，以确保最终成品的质量。 原辅料购入需进行各类指标的检测、并按标准进行验收，质量达到中华人民共和国太阳能电池的有关标准要求。 原、辅材料来源 本项目中所用的主要生产原料 —— 硅基片、铝浆、银浆，均为常规材料，如遇国内硅基片市场相对紧张，也可采取进口原料。 其他原料国内原料市场供应充足。 企业可根据市场价格自行在专业市场采购解决。 项目的主要采购地为江苏、江西、上海等地，企业目前已建立了长期供货协议，以稳定产品的质量和供应数量，来保障本项目的需要。 包装材料等国际、国内供应充足，可在 专业市场上直接采购。 原料和成品的贮存 主要原材料入库 本项目所需的原材料均需验收入库，各类原材料的质量指标按中华人民共和国相关行业的有关标准及企业标准验收，不合格原材料不得进仓入库，应严把原材料质量关，以保证产品质量。 原料的贮存 本项目原料的贮存量一般为 10～ 20 天的生产用量，贮存于企业各分类原料仓库内。 产成品的贮存 产成品的贮存为 7～ 10 个天左右的生产量，贮存于企业专用成品仓库。 成品按用户的要求包装。 本项目的成品、原料及包装材料贮存于各分类仓库内。 库 内的保管应按批号分存、建立严格的分发料制度、杜绝混批号等问题造成不必要的事故。 各类仓库应符合所存物品的存放条件、建立责任体系、保证存放安全。 企业已建立成熟的管理体系和检验手段，项目所需的物品存放可纳入这一体系统一管理。 第四章 工艺技术方案和设备选择 生产工艺路线及工艺流程 概述 根据本项目采用国内外先进的全自动太阳能电池片测试分选设备、烧结炉及测试仪等设备，以形成年产 100MW 晶体硅太阳能电池片生产能力的要求，公司在本项目中生产工艺流程和设备的选择原则是： (1) 设备要先进、实用 ，自动化程度高，维修方便，节水节能，符合环保要求； (2) 适应“多品种、高质量、快交货”的生产机制； (3) 满足生产晶体硅太阳能电池片的生产要求。 本项目选择的设备须成熟可靠、性价比高，结构先进合理、性能稳定、生产能力配套性好，可形成高质高效具有先进性能的生产线，使产品达到优质水平参与国际市场竞争。 同时，本项目在吸收其他同行业企业工艺技术的先进性和可靠性的同时，灵活选择适合本企业实际的生产工艺，充分利用先进设备具有较高精度的特点，在规模和技术方面提高企业的市场竞争能力。 工艺路线选择 本项目 选择的生产工艺可实现产品的大规格、多品种要求，达到产品生产灵活、工艺操作便利，产品质量控制方便，可提高产品质量，同时能减少占地。 项目工艺流程 根据产品方案，本项目主要生产工艺的流程采用国内较为成熟的工艺路线，基本上是从硅片的开箱检测与装盒开始、然后在加工车间去除油污及制绒、扩散制作表面 PN 结然后检测、等离子体刻蚀周边 PN 结及抽测效果、二次清洗，然后在表面处理车间完成制备表面减反射层、印刷背面电极、背电场、正面电极，然后经过高温烧结，最后经检测车间检测合格后入库。 太阳能电池硅片生产工艺流程图 如下： 图 41 太阳能电池生产工艺流程图 主要工艺流程说明： ① 清洗、制绒：首先用碱（或酸）腐蚀硅片，以去除硅片表面机械损伤。 而后进行硅片表面绒化，现在常用的硅片的厚度 180 m 左右。 去除硅片表面损伤层是太阳电池制造的第一道常规工序，主要是通过化学腐蚀，硅片化学腐蚀的主要目的是消除切片带来的表面损伤，同时也能起到一定的绒面效果，从而减少光反射。 ② 甩干、：清洗后的硅片使用离心甩干机进行甩干。 ③ 扩散、刻蚀：多数厂家都选用 p 型硅片来制作太阳电池，那么一般用 POCL3 液态源作为扩散源。 扩散设备 可用横向石英管或链式扩散炉 ,进行磷扩散形成 n 型层。 扩散的最高温度可达到 850900℃。 这种方法制出的结均匀性好，方块电阻的不均匀性小于 10％，少子寿命大于 10 微秒。 扩散过程遵从如下反应式： 硅片清洗制绒甩干扩散刻蚀 烘干 印刷 (铝 ) 烘干印刷 (银 ) 减反射 印刷 (银 ) 烧结检测包装入库 4POCL3 ＋ 3O2（过量）→ 2P2O5＋ 2CL2（气） 2P2O5＋ 5Si → 5SiO 2 + 4P 背腐蚀去磷硅玻璃和边缘 PN 节：用化学方法除去扩散层 SiO2与 HF 生成可溶于水的 SiF62，从而使硅表面 的磷硅玻璃（掺 P2O5的 SiO2） 溶解，化学反应为： SiO2 ＋ 6HF → H2（ SiF6）＋ 2H2O ④ 减反射：采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 技术在电池表面沉积一层氮化硅减反射膜，不但可以减少光的反射，由于在制备 SiNx 减反膜过程中大量的氢原子进入，能够起到很好的表面钝化和体钝化的效果，这对于具有大量晶界的多晶硅材料而言，由于晶界的悬挂健被饱和，从而降低了复合中心的作用。 由于具有明显的表面钝化和体钝 化作用，因此可以用比较差一些的材料来制作太阳电池。 由于增强对光的吸收性的同时，氢原子对太阳电池起到很好的表面和体内钝化作用，从而提高了电池的短路电流和开路电压。 ⑤ 印刷 +烧结：为了从电池上获取电流，一般在电池的正、背两面制作电极。 正面栅网电极的形式和厚度要求一方面要有高的透过率，另一方面要保证栅网电极有一个尽可能低的接触电阻。 背面做成 BSF 结构，以减小表面电子复合 ,印刷后高温烧结。 电池生产工序就完成了。 ⑥ 检测分选：为了保证产品质量得一致性，通常要对每个电池测试，并按电流和功率大小进行分类，可根据电池效率进行分级。 ⑦包装入库：将分选好的电池片进行包装，并入库。 产品质量 本项目建成投产后，生产的产品质量应符合国家有关标准进行检测，国际客户有要求的应按相关标准要求控制，要求成品出厂合格率达 99%以上。 力求使产品质量完全符合或超过国家及行业标准。 工艺设备 主要设备选型原则和理由 本项目在设备选用上，是从产品定位出发，选用适用的国内外先进设备。 对设备基本要求一是配备先进，自动化程度高，生产连续性好；二是性能可靠，环保节能；操作方便，适应性强；三是具有先进的检测功能和网络内外的 双向交流功能；四是在组装生产线中，设计成全自动流水线，提高企业市场竞争力。 在深入调研考察基础上，择优选用。 选用的国外先进设备在性能方面主要有以下特点： (1) 全自动太阳能电池片印刷设备及测试分选设备 意大利 Baccini 股份有限公司在 80 年代初期开创性地将丝网印刷用于制造太阳能电池，并率先实行全流水线生产。 该设备由电池背面银铝浆印刷、电池背面铝浆印刷和电池正面银浆印刷三部分组成。 其工作原理为：利用丝网图形部分网孔透过浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动。 油墨在移动中被刮刀从 图形部分的网孔中挤压到基片上。 由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内，印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触，接触线随刮刀移动而移动，从而完成印刷行程，在电池表面上制作出正、负两个电极。 该生产线仍处于领先地位并已发展到由配置有集成直线电机的计算机来控制。 能电池两侧电极的生产、 、充电、试验和成品电池的分选都是在生产线上完成的。 ①全自动太阳能电池片印刷设备技术指标 电池尺寸： 125mmx125mm、。