年产50万km树脂金刚线项目的可行性研究报告.ppt

,江苏华盛天龙光电设备股份有限公司 年产 50 万 km 树脂金刚线项目的可行性,研究报告,项目名称 年产 50 万 km 树脂金刚线项目,编制单位 江苏华盛天龙光电设备股份有限公司 建设地点 江苏省金坛经济开发区华城路 318 号 编制时间 二一二年七月,第一节 项目的背景,一直以来的太阳能硅片切割技术以传统的砂浆切为主，但是，因,为技术局限，有难以解决的难题：难题 1：硅粉的难以有效利用和加,工材料的粗大化，使硅片难以切得更薄，成本难降低；难题 2：易产,生造成环境污染的产业废弃物，治污成本较大，期待通过金刚线切割,技术的开发得以解决。硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，,所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至,关重要。因此在硅片切割工艺中我们需要面对多项挑战，主要聚焦于,光伏产业金刚线的生产效率，也就是单位时间内生产的硅片数量。生,产力取决于以下几个因素：,1)金刚线直径更细的切割线意味着更低的损失，也就是说同,一个硅块可以生产更多的硅片。然而，切割线更细更容易断裂。,2)荷载每次切割的总面积，等于硅片面积 x 每次切割的硅块,数量 x 每个硅块所切割成的硅片数量。,3)切割速度切割台通过切割线切割网的速度，这在很大程度,上取决于切割线运动速度，马达功率和切割线拉力。,4)易于维护性金刚线在切割之间需要更换切割线，维护的速,度越快，总体的生产力就越高。,金刚线与由游离的磨料进行线切割的加工技术相比，其优势体现,在以下方面：,1）用金刚线与传统的碳化硅磨料切割相比，效率高、寿命长，,切割精度高，硅片质量好。,1 / 14,2）用金刚线替代碳化硅磨料，将更容易回收废渣中的多晶硅。,据统计，约有 40%的多晶硅没有得到利用，浪费在废渣中，难以与碳,化硅分离。若采用钻石线切割，可以凭借燃烧的方式，分离并循环利,用多晶硅。,3）可使用水溶性冷却液，便于回收。,在光伏领域，为了满足市场对于更低成本和更高生产效率的要,求，金刚线技术的研究和产业化，将进一步缩小硅片厚度并降低了切,割过程中的材料损耗，从而减少了太阳能电力的硅材料消耗量。,目前，原材料几乎占了晶体硅太阳能电池成本的三分之一，因此，,金刚线技术对于降低太阳能每瓦成本并最终促使其达到电网平价起,到了至关重要的作用。最新最先进的金刚线技术带来了很多创新，将,提高生产力并通过更薄的硅片减少硅材料的消耗。金刚线在国外已经,进行了比较深入的研究，而国内在这一方面的研究还处在起步阶段，,本项目采用先进工艺，是国家支持的节能、减排、环保项目。本项目,的提出，对国内金刚线的研究和生产提供一定的指导作用，本项目建,设意义重大，十分必要。,2 / 14,第二节 技术和产品的竞争力分析,本项目采用日本先进金刚线专用生产设备，废渣废料少更加环,保，加工件表面损伤小、挠曲变形小，切片薄、片厚一致性好，生产,产品质量稳定。,在传统砂浆液切割与金刚线切割的比较中我们可以发现两者有,很大的不同点。,1.切割线的比较,1）普通切割线 + sic 砂浆（目前量产硅片切割工艺）,sic 砂浆,100m,2）附着金刚砂的切割线（国际先进硅片切割工艺）,100m,2.切割原理的比较,1）普通切割线 + sic 砂浆（目前量产硅片切割工艺）,【切割原理比较】,fe,3 / 14,sic,【硅片显微照片】,如上图所示，国内普遍采用的普通砂浆切割方式是依靠切割线在,高速运转过程中带动切割液和碳化硅混合的砂浆在硅棒上摩擦，利用,碳化硅的研磨作用达到切割效果。但是受到砂浆品质和碳化硅自身粒,形不均的影响，普通砂浆切割会在硅片表面形成相对较大的损伤层。,4 / 14,2）附着金刚砂的切割线(切割工艺）,【切割原理比较】,fe,金刚砂,【硅片显微照片】,5 / 14,如上图所示，金刚线切割方式是利用固定了金刚砂的切割线在硅,棒表面的高速转动进行切割。由于金刚砂的分布和砂型比较均匀的原,因，硅片表面的损伤层可以大大降低，达到提高切割精度，降低清洗,难度等加工效果。,4.切割厚度与精度的提高,1）普通切割线 + sic 砂浆（目前量产硅片切割工艺）,普通切割线,砂,浆,厚度不均,匀,如上图所示，普通砂浆切片过程中，是利用切割线转动带砂浆和,硅棒研磨进行切割，受到切割远离制约，切割线入线口聚集砂浆较多，,而出线口砂浆不同程度较少，因此容易产生硅片的出入线口的切割厚,度不均匀现象。,2）附着金刚砂的切割线（国际先进硅片切割工艺）,6 / 14,pcs,pcs,pcs,pcs,400,金刚线 厚度均匀 如上图所示，由于金刚线切片是本身在进行切割作用，入线口出 线口的切割线上分布的金刚砂比例都是相同的，从而可以根本上避免 出入线口的切割厚度不均匀问题。这样不但有效提高硅片品质，还可 以大大减少硅材料消耗，降低材料成本。 5. 砂浆液切割与金刚线切割的厚度精度的比较 遊離固定 厚精度比較,固定,遊離,固定,遊離,1000 800 600 400 200 0,1000 800 600 400 200 0,150,160,170,180 mm,190,200,210,150,160,170,180 mm,190,200,210,固定,遊離,固定,遊離,1000 800 600 400 200,1000 800 600 7 / 14 200,0,0,10,20,mm,30,40,50,0,150,160,170,180 mm,190,200,210,如上图所示，由于上述两种切割方式的特性比较，实际上比较多,枚相同规格的砂浆切割（游离）硅片和金刚线切割（固定）硅片的品,质时，可以发现金刚线切割的厚度精度更高。比较衡量硅片厚度均匀,度的技术指标 ttv（若干硅片表面指定测量点的最大值和最小值的差）,以及各测量点最大值、最小值和品均值的分布情况，可以看到金刚线,切片的分布范围要比砂浆切片小很多，充分证明了金刚线的高切割厚,度效果。,第三节 项目实施的可行性分析,一、技术可行性,公司引进国外十多年从事硅片切割技术研发并获得过专利的领,军型技术人才，熟悉并掌握金刚线的研制和切割液生产配方。具有能,够开发自制切割液缓解硅片表面线痕方面的优势，具有对加工设备进,行设计改造，降低钢丝由于在高速切割过程中断线的概率方面的优,势；具有改善加工条件，减少单位面积金刚线的使用量方面的优势。,在国际切片行业的切片模式来看，为了保证成品率国外大多采用,单向切片方式，而中国国内普遍采用双向切片，这有利于减少切割线,使用量，但是难以避免的会遇到线痕片和容易断线的问题。我公司研,发团队长期致力于切片技术的研究开发与应用，掌握了金刚线双向切,割的成熟技术，最大可能的增加了金刚线的使用次数。,公司研发团队过去在国外有金刚线量产技术运用的实际经验和,8 / 14,直接研制生产金刚线的能力。今后将计划与生产两种金刚线加工设备,的公司进行合作，通过自主设计生产的金刚线，使加工成本最大可能,的降低。,在中国国内的开发优势,1）金刚线的量产几年前开始已在日本实现，目前日本单晶切片,的大部分已经由传统的砂浆切片转变为金刚线切片。但是由于担心技,术流失，还没有日本的专业切片厂家开始向中国等地输出技术，或者,展开相应合作。,2）在中国的金刚线技术运用，有助于将中国的成本优势放大升,级。 中国国内已经有部分厂家开始试验金刚线切片，但是还没有消,息称有实现量产的。而以日本专业切片厂商的开发经历来看，金刚线,切片技术的试验成功到量产技术的充分掌握需要相当长的时间和雄,厚的技术积累以及大量资金投入。而通过直接引入拥有长期研发和实,际量产生产经验的技术团队，有助于公司能以最快速最经济的方式在,中国金刚线技术的研发运用上占据领航优势。,3）公司拥有拉晶、开方、切片、电池片生产等系列生产工艺的,产业链，有助于缩短金刚线切片投产的调试期，有助于直接获取到上,下游生产的相关信息，具有金刚线切片技术运用的产业链优势。同时,研发技术团队在拥有机器设备、切割液以及金刚线生产的专业技术经,验的背景下，可以极大的降低开发成本,9 / 14,二、建设可行性,1）供电,本项目最大年用电量为 200 万度。选 1 台 s111000/20kva 变压,器，其负荷率为 94，同时也可满足供电部门的要求。,2）供水,本项目实际用水量为 6000 吨年，根据生活及生产需求，水源,引自市政供水管网，压力 0.4mpa 以上，满足供水要求。,3）燃料,本项目使用燃料为天然气，实际用气量为 5000nm，由港华天然,气公司提供。,4）原料供应,项目的主要原材料是芯线、金刚砂以及涂层液，供应非常充足，,其余辅料定点采购。,第四节 生产工艺,1.生产流程,0.相关资材的入货检查,1.调和树脂液,2.金刚砂固定工序,10 / 14, 涂抹树脂液, 树脂液半硬化处理, 检测, 卷线,3.后端硬化,4.质检、出货,2.流程概述,1）相关资材的入货检查,检查主要原料芯线、金刚砂以及涂层液的成分和重量，检验结果,合格后验收入库。,2）调和树脂液,将酚醛树脂、金刚砂粉、sic 硅粉和液状甲苯酚等材料规定计量,容器。容器置入搅拌机中，用搅拌机旋转产生的远心力搅拌，使酚醛,树脂溶解于液状甲苯酚，并达到适当的粘度。,3）金刚砂固定工序,安装芯线,涂抹树脂液,树脂液半硬化处理,在线检测,卷线,11 / 14,4）后端硬化,由于树脂液的完全硬化需要较长时间不能在金刚砂固定流程里,达到，所以将线轴整体投入恒温烘烤炉。在烘烤箱内，在 10 小时内,逐渐升温至 180，然后稳定在 1803 小时后断开电源，直到温度,将至室温为止。通过这个过程可以使树脂液达到完全硬化。,5）质检出货,对在卷线流程取下的金刚线样本进行针对强度、延展性、外观等,内容的物理检查。合格则说明通过出货检验，批准准备出货。,第五节 投资计划与风险,该项目主要依靠公司多年在光伏设备以及应用行业积累的丰富 经验，以及引进相关的海外团队进行联合研发，目前产品工艺已经基 本成熟，少量产品已经经过业内大公司初步验证，公司认为已经具备 产业化的条件。公司“年产 50 万 km 树脂金刚线项目”拟总投资 7000 万元，主要包括厂房的装修、设备购置、海外团队引进、工艺开发、 流动资金等，具体明细如下。上述投资公司拟在 2012 年、2013 年投 资完成。,2012 年公司主要完成设备采购、安装、调试，拟在 2012 年四季 度形成产品的批量销售。按照目前产品的市场价格以及预计的价格变 动测算，若在 2012 年底实现产能 25 万 km，则该项目 2013 年能够形 成销售收入 7500 万元，净利润 2000 万元；若在 2013 年底形成产能 50 万 km，则该项目 2014 年能够形成销售收入 12000 万元，净利润 3000 万元。,12 / 14,1,序号 （一） （二）,项目名称 建筑安装工程费 设备购置及安装费 主设备（绕线机、 测试设备等）,投资额（万元） 100 4000,备注 对公司的现有厂房 进行装修 25 台（套）,配套附属设施（恒,2,温炉和除尘设备,200,2 台,等）,3 4 （三） （四） （五） 合计总投 资,切片测试设备 小型测试仪器以及 其他配套辅助设备 前期工艺开发费用 以及试验材料费用 研发费用 流动资金,480 60 300 660 1200 7000,1 台 若干 两年,该项目主要面临以下风险，第一，行业风险。金刚线切割虽然对 现有切割技术有显著改进，但是仍然是光伏产业链的一部分，如果光 伏行业持续低迷，对项目的经营将形成困难。第二，市场开拓的风险。 使用金刚线切割必须重新购置切割机或者对现有的多线切割机进行 改造，当前光伏下游行业普遍经营困难，更新设备的