非晶硅薄膜太阳能电池组件生产项目

非晶硅薄膜太阳能电池组件生产项目2010.10.25汇报提纲第一章项目背景与依据第二章项目研究内容第三章生产方案及投资估算第四章本项目财务评价分析第五章可行性研究结论第一章项目背景与依据一、项目的国内外发展和趋势二、市场分析三、立论依据（可行性分析）第二章项目研究内容一、项目产品原理分析及关键技术内容二、本项目采用的技术方案三、主要生产工艺流程第三章生产方案及投资估算一、本项目主要生产设备选型二、本项目主要原辅材料三、总投资估算情况第四章本项目财务评价分析一、产品成本和费用估算二、经营收入和税金三、主要财务指标；财务盈利能力分析；清偿能力分析；不确定性分析四、财务评价结论第五章可行性研究结论一、本项目效益分析二、本项目可行性研究结论一、项目的国内外发展和趋势1.太阳能光伏发电技术作为太阳能利用中最具有意义的技术，成为世界各国竞相研究应用的热点。最近十年以每年平均30％-40%的速度递增。2.我国“十一五”实施的“光明工程”计划中，太阳能发电主要用于解决日照条件较好但缺乏燃料的偏远地区，如青海、西藏、新疆、甘肃等省生活用电问题。中国自2007年起,太阳能电池产量位居全球第一,已成为全球重要的太阳能电池生产基地。3.2010年10月20日国家能源局新能源和可再生能源司副司长史立山表示，新能源发展配额目标将写入十二五规划。这也是《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》发布后，国家能源局对相关内容首次表态。利用中国产业基础优势，加上不断成熟的光伏市场环境，中国的太阳能电池产业规模将从爆炸式增长转入稳步增长期。ContinueContinue全球光伏安装量（2002-2009）ReturnReturn中国光伏安装量（2002-2009）ReturnReturn国家“十二五”规划前瞻中太阳能电池产量预测（单位：MW）ReturnReturn4.自从1976年非晶硅薄膜太阳能电池诞生以来，到现在已经有34年的历史了。随着研究的深入与产业化技术的完善，非晶硅电池的质量不断提高，能量转换效率从最初的2.4%已经可以提高到15%。非晶硅电池已经应用于各种领域，并显示出了强大的生命力。5.截至2009年年底，全球大约有50家公司已经或计划生产硅基薄膜电池，领先的厂商主要包括夏普（日本）、三菱（日本）、UnitedSolar（美国）、Ersol（德国）、新奥光伏（中国）、创益科技（中国）和佰世德太阳能（中国）等。引进时间地点项目单位名称产能投资额技术水平项目进展情况2009.2保定天威薄膜46.5MW近12亿高效非晶硅太阳能组件已达到计划产能2009.4杭州正泰太阳能30MW近10亿高效非微晶硅叠层太阳能组件最终验收阶段2009台湾宇通60MW高效非微晶硅叠层太阳能组件已达到计划产能二、市场分析单晶硅、多晶硅电池具有研发早、转化效率高、生产工艺成熟等优点，得到了一定数量的推广。但是单晶硅、多晶硅电池组件的硅料提纯、制取过程中消耗大量硅原料和电能，发电成本远高于其他能源形式。单晶硅、多晶硅电池成本下降有两种途径：提高转化率和降低硅片厚度。根据电池转化率和硅片厚度变化趋势可以测算多晶硅系统价格变化趋势，最高值分别是22%和150um，这个数值接近晶硅的成本极限；按照年日照1000h测算，2020年多晶硅电池系统的发电成本为2.02元/kW·h；这一数据接近晶硅的成本底线，但仍不足以与煤炭等常规能源相比，市场前景日益黯淡。单晶硅、多晶硅电池的这些缺陷在客观上为非晶硅薄膜电池的发展提供了契机。非晶硅薄膜太阳能电池作为一种新型太阳能电池，其原材料来源广泛、生产成本低、便于大规模生产，因而具有广阔的市场前景。全球薄膜电池产量及市场份额（包括有机薄膜电池材料）三、立论依据（可行性分析）1510cm1.1.非晶硅在可见光范围内，其非晶硅在可见光范围内，其光吸收系数比晶体高光吸收系数比晶体高11个数量级左个数量级左右右，本征光吸收系数达到，本征光吸收系数达到。也就是说，对于非晶硅材。也就是说，对于非晶硅材料，厚度小于料，厚度小于1um1um就能充分吸收太阳光能。就能充分吸收太阳光能。2.2.非晶硅薄膜太阳能电池具有制备工艺简单、成本低且可非晶硅薄膜太阳能电池具有制备工艺简单、成本低且可大面积大面积连续生产连续生产。其优点具体表现为：。其优点具体表现为：①材料和制造工艺成本低（可以制备在廉价的衬底材料上，如玻①材料和制造工艺成本低（可以制备在廉价的衬底材料上，如玻璃、不锈钢、塑料等；而且薄膜厚度仅有璃、不锈钢、塑料等；而且薄膜厚度仅有1um1um左右，不足晶体硅左右，不足晶体硅太阳电池厚度的百分之一，大大降低了成本；进一步而言，非晶太阳电池厚度的百分之一，大大降低了成本；进一步而言，非晶硅制备在低温进行，沉积温度低，则生产耗电能低。）硅制备在低温进行，沉积温度低，则生产耗电能低。）②易于形成大规模的生产能力（适合②易于形成大规模的生产能力（适合制作特大面积的薄膜电池制作特大面积的薄膜电池））③多品种和多用途③多品种和多用途④易实现柔性电池④易实现柔性电池3.3.暗电导很低暗电导很低,,在实际使用中对相对弱的光有较好的适应在实际使用中对相对弱的光有较好的适应,,特别适用于制作室内用的微低功耗光源。特别适用于制作室内用的微低功耗光源。4.4.非晶硅太阳能电池能量回收期较晶硅太阳能电池要短得非晶硅太阳能电池能量回收期较晶硅太阳能电池要短得多，只有多，只有11--1.51.5年年左右。左右。能量回收期的定义：一个光伏发电系统全寿命周期内所消耗的能量除以该系统的年平均能量输出，单位为年。即光伏发电系统几年内能把自己寿命周期内消耗的能量回收回来。显然，回收期愈短愈好。Chapter2ReturnBack一、项目产品原理分析非晶硅的原子结构特征（Mott模型）：①非晶硅的能带结构：理论尚不成熟，部分可以套用部分晶体硅能带理论解释。但在长程无序部分引起的迁移率边，即导带和价带的带尾在能隙交叠。②短程有序、长程无序（非晶硅载流子迁移率低、扩散长度小、寿命短，只有漂移运动而没有扩散，则p-n结无整流特性）因此必须在p-n之间引入i层（本征层）。③非晶态半导体存在大量的缺陷（悬挂键、断键等）。导致性能变差Continue非晶硅和a-Si:H原子结构示意图缺陷Back④由于非晶硅的结构长程无序，光电子跃迁不满足动量守恒定律，则非晶硅为准直接带隙结构（晶体硅为间接带隙），所以非晶硅的光吸收系数大。因此很薄的非晶硅材料就可以充分吸收太阳光能。注：直接带隙半导体（如GaAs）间接带隙半导体(如晶体硅）吸收系数公式：/12⑤采用p-i-n结构,i层起着光生载流子的产生与收集作用。（相当于拉长了p-n结，p结和n结上分别高浓度掺杂，i层不掺杂）i层大约500nm，p,n层大约10nm量级。⑥要得到性能优良的非晶硅薄膜，就要降低缺陷的态密度。用制备含氢的非晶硅薄膜，利用氢来钝化硅的悬挂键，改善非晶硅薄膜的性能。a-Si:H⑦a-Si:H由于氢的存在其能隙宽度升高到1.7eV左右，所有相当一部分的红外光不能吸收，则利用叠层太阳能电池来增强光的吸收。本征非晶硅(H)：主要吸收蓝光；能隙宽度1.7eV。10%~15%Ge本征层：主要吸收绿光；能隙宽度1.6eV。40%~50%Ge本征层：主要吸收红光；能隙宽度1.4eV。Continue高纯本征层能隙宽度产生本征吸收的条件是：入射光子的能量至少要等于材料的禁带宽度（能隙宽度），即：这里的波长就是截止波长。gEhv)(24.10mgEgEhcgEchBackreturn⑧非晶硅薄膜太阳能电池中的Si-H-Si-H很容易在长时间强光照射下产生失去，产生光致衰减效应（S-W效应）。（目前还没有真正解决，但可以减少影响）克服S-W效应主要是减少本征非晶硅层中的氢含量（热丝法、退火法）。⑨暗电导率很低，在弱光下具有较高的吸收系数，因此，在实际使用中拓宽了市场。2H本项目均采用如前所述的关键技术内容中的解决方案，尽可能提高非晶硅薄膜太阳能电池的效率。①制备氢化非晶硅薄膜太阳能电池（a-Si:H)；②制备p-i-n型结构；③制备叠层非晶硅薄膜太阳能电池；④PECVD法制备非晶硅薄膜太阳能电池时尽可能减少本征非晶硅层的氢含量。二、本项目采用的技术方案二、本项目采用的技术方案三、主要生产工艺流程1、本项目采用rf-PECVD（射频-等离子体增强化学气相沉积）的原因：非晶硅的制备需要很快的冷却速率，一般要大于。所以，其制备采用物理和化学气相沉积技术。最常用的技术是辉光放电分解气相沉积技术（PECVD)。实际工艺中，常用的设备是射频电容式，如本项目工艺方案选择rf-PECVD。sCo/5102.主要反应式：硅烷分解生成硅原子，沉积在衬底材料上形成非晶硅薄膜。3.实际反应中重要的问题：①在辉光放电过程中，等离子体的温度、电子的温度和浓度是重要因素，其中电子的温度最为关键。（它决定了辉光放电的效率）②电子的温度用下式表示：注：C为常数，E为电场，p为压力，K为电子由于碰撞损耗能量系数。（一般电子温度达到10000~1000000K）242HSiSiHpEKCTe③实际反应时，首先将反应室预抽成真空状态，然后将用氢气稀释后的硅烷气体通入反应室，调节各种气体流量，使得反应室气压满足要求后在正、负电极之间加上电压，由阴极发射出电子，并在电场中得到能量后碰撞反应室内的气体分子和原子，使之分解、激发或电离，形成等离子体，最终分解的原子在衬底沉积，形成非晶硅薄膜。④硅烷分解反应时，除硅原子外，还会产生一定量的氢原子，这些氢原子在非晶硅薄膜沉积时会进入非晶硅，相当于此处引入氢。ContinueBack4.生产工艺流程如下：Chapter3一、本项目主要生产设备选型玻璃准备：1磨边机；2玻璃清洗机二氧化锡薄膜刻划系统：3激光刻划系统(SnO2)双结非晶硅薄膜沉积系统：4装载盒；5装载盒车；6预热炉；7冷却炉；8特气存储装置；9非晶硅薄膜沉积系统；1013.56MHzCWRF系统；11非晶硅薄膜沉积系统真空部件；12尾气处理系统非晶硅薄膜刻划系统：13激光刻划系统(a-Si)铝&氧化锌溅射系统：14六室Al&ZnO溅射系统；15溅射系统真空部件；16磁控电源供应装置铝刻划系统：17激光刻划系统（Al）封装；18边绝缘；19箔焊系统；20预热站；21EVA层压机；22层压机真空部件；23退火炉（包括两辆炉车）组件测试：24组件光（I-V）测试仪；25四探针其他工具：26RF电源假负载二、本项目主要原辅材料三、总投资估算情况项目总投资17250万元，其中建设投资13910万元、占总投资的80.64%，建设期利息657万元、占总投资的3.81%，流动资金投资2683万元、占总投资的15.55%。1建设投资项目建设投资13910.04万元，其中建筑工程费用3665.26万元、设备购置费及安装费用7696.41万元、其它费用2548.37万元，预备费1030.37万元。2建设期利息项目建设期使用银行贷款9000万元，按照同期中国人民银行中长期贷款基准有效利率计算，长期借款有效利率为6.26%，建设期利息657万元。短期借款有效利率5.7%。3流动资金项目采用分项详细估算法，对存货、现金、应收帐款、应付帐款的最低周转天数，参照同类企业的平均周转天数并结合项目特点确定。流动资金估算为2683万元，其中铺底流动资金805万元。Chapter4一、产品成本和费用估算生产成本由直接材料，燃料动力,直接工资和制造费用组成；员工薪酬由项目单位自行确定；修理费用按企业实际情况及行业特点估算，按固定资产折旧的50%提取；其它制造费用，按按固定资产原值的4%估算；折旧费：房屋折旧年限按20年计、残值率按5%计，设备折旧年限按10年计、残值率按5%计；无形资产摊销期限按10年，递延资产摊销期限按5年；其它管理费用按企业实际情况及行业特点估算为工资总额的50%；销售费用用于企业广告费