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马鞍山明鑫光能科技有限公司无黑芯缺陷大直径太阳能级单晶硅棒2013年9月321项目概述项目技术情况产品市场情况45经济效益分析社会效益分析目录介绍项目概述——项目背景近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓等方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一，而其中的太阳能光伏发电是世界上节约能源、倡导绿色电力的一种重要的高新技术产业。传统的石化能源与经济、环境的矛盾日益突出，纵观现有的可再生能源中，太阳能的利用前景最好、潜力最大。其中的太阳能光伏发电是世界上节约能源、倡导绿色电力的一种重要高新技术产业。光伏产业的发展离不开硅，自太阳能电池问世以来，硅以其高储量、较为成熟的工艺、洁净无污染、高转换效率、高性能稳定性等优势成为太阳能电池研究开发的主体材料。近几年，各种晶体材料，特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，使得单晶硅作为一种极具潜能、亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。项目概述——项目背景项目概述——项目研究目的本项目研发的无黑芯缺陷大直径太阳能级单晶硅棒根据国际、国内市场的需求，为提高太阳能光伏电池的光电转换效率及单晶硅产品的投入产出率而研制、开发的一种优质低耗的大直径太阳能级单晶硅产品。项目概述——项目研究意义提高我国单晶硅制造工艺水平Creativity促进地方经济和产业发展符合国家战略新兴产业政策项目概述——主要研究内容新型复合式热屏设计，降低硅晶体内的氧含量，提高硅棒的生长拉速。低压、低埚位长晶工艺设计，有效降低晶体氧含量。二次放肩工艺设计，优化晶体生长。高拉速、高晶转、低埚转工艺设计，优化晶体生长。高纯石英涂层坩埚设计，降低晶体中的氧含量并提高坩埚的使用寿命。新型双向导流系统设计，优化气流场，降低晶体内的氧含量。2010年12月项目概述——项目研究过程2011年4月2012年3月2012年5月2012年6月组建研发项目组，进行项目设计、研究及开发。工艺流程设计，新技术探索，制定各项技术性能指标。确定生长工艺方法，攻克技术难题，完成产品研制。整理项目研究成果，总结并完善，试生产。完成样品生产，提供给客户试用，收集反馈结果。项目概述——主要研发人员马四海刘长清张笑天马青徐大国马先松丁磊项目概述——完成的工作与成果研制出了无黑芯缺陷、电池片光衰减率1%、硅片有效利用率达到99.8%的大直径太阳能级单晶硅棒。通过了ISO9001：2008质量管理体系认证，认证编号11712QU0075-03ROM。项目产品通过国家有色金属及电子材料分析测试中心的检测，各项指标均符合国家标准及产品设计要求，并出具了规范的分析测试报告。项目已取得5项实用新型专利授权，还有申报的2项发明专利已进入实质审查阶段。项目经国家一级查新机构—安徽省科学技术情报研究所的国内查新，并出具了查新报告，查新结论表明国内未见相同技术特点的文献报道，项目技术具有明显的创新性。项目技术情况——国内外相关技术发展现状目前，鉴于铸造多晶硅产量大以及单晶硅电池转换率高的各自优点，我国多采用铸造单晶硅技术，这种方法是采用与多晶铸锭炉类似的设备进行单晶硅的生长。单晶硅由于本身内部完整的晶体结构，其电池效率明显高于多晶硅电池。然而，单晶硅片作为晶体硅太阳能电池的基础材料，其质量对电池性能具有很重要的影响。因此，只有通过单晶硅材料供应商的不断努力，才能持续改善和提高硅片质量。项目技术情况——基本原理降低硅单晶中的氧含量是提高太阳能光伏电池光电转换效率的关键。控制晶体内的氧含量以及得到低氧单晶是控制CZ法硅单晶品质的主要手段。要控制晶体内的氧含量，就必须要知道氧的来源。CZ法硅单晶内氧的来源主要是石英坩埚，从石英坩埚进入硅溶液内的氧大部分（99%以上）从硅液表面蒸发至固液表面外，只有极小部分融入固液界面中进入到晶体内。所以要降低晶体内氧含量的最有效手段就是抑制热系统内氧的蒸发和输送，加快气流排出更多的氧。项目技术情况——技术创新点加速晶体生长固液界面由凸变凹的速度，有效降低单晶棒头部SIO4的形成及电阻率，提高单晶品质、优化晶体生长。提高晶体的温度梯度，有效地提高晶体的生长速度。有效降低晶体内部的碳含量及其原子析出缺陷，提高晶体品质，解决单晶硅的黑芯片问题。采用CZ直拉法太阳能单晶生长工艺设计新型的双向导流系统优化气流场采用新型的复合式热屏进行热场设计321项目技术情况——工艺技术路线工艺技术路线图项目技术情况——工艺技术路线采用二次放肩工艺，优化晶体生长。采用新型双向导流系统，优化气流场。采用高纯石英涂层坩埚。实行低压、低埚位长晶工艺，有效降低晶体氧含量。采用高拉速、高晶转、低埚转工艺，优化晶体生长。采用新型复合式热屏，降低硅晶体内的氧、提高拉速。项目技术情况——技术实施方案生产能力研发能力关键技术公司目前已建成400吨/年优质低耗、无黑芯缺陷的大直径太阳能级单晶硅生产线，掌握了P型、N型8英寸及以上大直径单晶生长技术。公司与安徽工业大学合作，成为光学工程产学研创新基地，并且是教育部光伏系统工程研究中心的成果转化基地。项目所采用的关键技术包括：1、提高晶体生长速度，有效降低OISF形成；2、优化晶体生长，有效降低晶体氧碳含量。项目技术情况——技术成熟程度公司立足于无黑芯缺陷大直径太阳能级单晶硅产品的研发，拥有一支以高级工程师马四海为技术带头人的专业科研团队。公司不断加强人才队伍建设和研发资金投入，在技术水平上不断提高。项目总体技术达到国际先进水平，自主研发的新型复合式热屏能够降低硅晶体内的氧含量并提高拉速。项目具有完全的自主知识产权，已申请2项发明专利和5项实用新型专利。项目技术情况——总体性能指标项目单位指标值电阻率Ω.cm0.5～6.0径向电阻率变化%1.5少数载流子寿命µs≧10氧含量atoms/cm31*1018碳含量atoms/cm3≤5*1016OISF密度cm2500漩涡无硅片有效利用率%99.8注：硅片在进行电池化工艺时，电池片光衰减率1%，无黑芯片、黑斑片记录。项目技术情况——国内同类产品比较国内生产太阳能级单晶硅的企业很多，但主要以3-6英寸硅片为主，具备生产大直径单晶硅片技术的企业凤毛麟角，这其中包括西安隆基硅材料股份有限公司、上海九晶电子材料股份有限公司、国电晶德太阳能科技（宜兴）有限公司和西安华晶电子技术有限公司。序号技术指标本项目产品西安隆基上海九晶国电晶德西安华晶1电池片光衰减率1%≧1.5%≧1.5%≧1.5%≧1.5%2有无黑芯片、黑斑片无有有有有3有效利用率99.8%97%-98%97%-98%97%-98%97%-98%项目技术情况——环保情况说明强化大气污染防治工作，加强生产过程中的环境管理，防止“跑、冒、滴、漏”，采取有效措施保障酸洗过程的酸雾捕集率。1大气污染防治措施选用低噪声设备，并做好减震、隔声、吸引处理工作。4噪声污染防治措施公司高度重视生产废水的处理工作，严格遵循雨污分流、清污分流、分质处理的原则，已建立含氟废水预处理设施。2水污染防治措施对固体废弃物进行分类及回收循环利用，不会造成二次污染，对周围的环境影响较小。3固废污染防治措施现今，光伏发电是最具可持续发展潜力的可再生能源技术之一。我国生产的太阳能电池以晶硅电池为主，约占到整个太阳能电池市场份额的85%以上，其中单晶硅太阳能电池是研究应用最早的硅太阳能电池，其转换效率高，技术也比较成熟。从市场供求情况看，全球3-6英寸电子级单晶硅片的市场已趋于饱和，受原材料多晶硅的影响几乎没有利润空间，而大尺寸单晶硅片的市场需求迅猛，利润非常可观。产品市场情况——市场需求分析产品市场情况——市场需求分析我国光伏产品的销售市场主要在欧美等发达国家，每年90%的光伏产品都出口海外，其中欧盟市场占据我国光伏出口额的70%。这种“市场在外”的严重问题正是我国光伏产品的市场风险所在。大力开发国外新兴市场和国内市场，除了欧盟及美国，其他国家包括我国在内对太阳能的应用正在逐步扩大，随着政府政策的大力引导和市场规律的作用，这些新兴市场对光伏产品的需求正逐步扩大，可以成为我们下一步开拓的目标所在。加强生产、销售、管理、财务等方面的费用管理，节省不合理开支，努力降低成本。应对措施产品市场情况——产业化前景分析性能指标优越技术达到国际先进水平实现大批量出口并能够完全替代进口自主知识产权经济效益分析——项目总投资预计项目产业化总投资1323.97万元，已完成投资440.00万元，主要用于技术研发及部分设备购置，全部为企业自筹，计划新增883.97万元，其中固定资产投资320.00万元，生产流动资金563.97万元。经济效益分析——主要经济指标本项目2012年5月开始试生产，通过工艺完善和生产定型，2013年初完全实现小批量生产，预计本项目完成时产品年生产成本1572.08万元，总成本费用2023.84万元，期间费用451.76万元，未来两年累计工业增加值2077.80万元，累计销售收入3907.50万元，累计上交税金592.95万元，累计净利润613.19万元。项目完成时（达产年）主要经济指标序号项目名称单位经济指标1年产值万元2605.002年销售万元2605.003总成本万元2023.844年净利润万元418.215年缴税额万元398.44经济效益分析——财务目标实现投资回收期（Pt）年份年净现金流量(万元)累计净现值1-790.08-790.082271.60-518.483574.8456.374736.16792.5351872.392664.92税后投资回收期2.90经济效益分析——财务目标实现项目总投资收益率（ROI）以及项目资本金利润率（ROE）项目总投资收益率（ROI）=运营期内平均息税前利润（EBIT）/项目总投资（TI）*100%约为45.38%。项目资本金利润率（ROE）=运营期内年平均净利润（NP）/项目资本金（EC）*100%约为47.33%。经投资评价表明，本项目产品获利能力强，投资回收期短，盈利能力强，投资效益显著。提高我国单晶硅制造工艺水平、有利于公司拓展新的国际国内市场促进地方经济和产业发展符合国家战略新兴产业政策社会效益分析