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高效晶硅太阳能电池项目可行性研究报告目录附表:附表B1总投资估算表附表B2流动资金估算表附表B3项目总投资使用计划与资金筹措表附表B4总成本费用估算表附表B5利润与利润分配表附表B6项目投资现金流量表附表B7项目资本金现金流量表附表B8财务计划现金流量表附表B9资产负债表附表B10营业收入、营业税金及附加和增值税估算表附表B11固定资产折旧费估算表附表B12征地和其他资产摊销估算表附表B13借款还本付息计划表附图:附图1YFD-CI000-EL(总平面及竖向布置图)附图2YFD-IEA2-PL(工艺平面布置图)第一章总论PAGE58第一章总论1.1项目名称、承办单位项目名称:年产12GW高效太阳能电池项目;承办单位:***绿建集团(以下简称“绿建”);成立时间:2018-7-30。1.2内容提要本项目规划12GW高效太阳能电池的产能。主要建设内容:电池车间、一期废水站、消防水池及泵房、特气化学品区域、综合仓库、动力站、110KV变电站、食堂、办公楼、倒班楼*2、门卫*2等。本项目建设位于**省**市,项目总投资58.77亿元。项目建设用地面积约417亩,建设规模17.1490万平方米。项目建设周期为12个月,项目2023.6.30前开工建设,于2024.6.30前建成投产,项目全部建成达产后年产值不低于120亿元、年税收不低于4亿元。1.3项目可行性研究报告编制依据(1)《产业结构调整指导目录(2019年本)》(2021年修改);(2)《光伏制造行业规范条件(2021年本)》;(3)项目建设单位提供的有关工程技术基础资料;(4)***省固定资产投资项目备案表;(5)项目建设单位委托我院编制本项目《可行性研究报告》的合同书。1.4主要数据和经济指标本项目可行性研究的主要数据与经济指标见表1-1。表1-1主要数据与经济指标一览表序号名称单位数据备注1产品大纲GW12-2工程建设指标2.1总占地面积m2278179.93-2.2建筑面积m2171490.5-3项目总投资亿元60.53-4职工人数人2200-5生产设备数量台838-6主要动力用量6.1电KWh/a95520万-6.2水吨986万-7主要经济指标7.1营业收入万元1,178,761达产期平均7.2总投资回收期年5.43所得税后(含建设期)7.3总投资收益率%15.36达产期平均7.4项目资本金利润率%63.67达产期平均7.5项目投资财务内部收益率%21.67所得税后7.6财务净现值(ic=10%)万元171,695所得税后7.7税金及附加万元3,107达产期平均7.8利润总额万元107,729达产期平均7.9盈亏平衡点%43.55以生产能力表示1.5主要结论(1)本项目产品属于国家加速发展的新能源和可再生能源产业。是我国近期重点发展项目,产品方向符合国家产业规划。(2)本项目的实施将提升***绿建集团的综合发展实力,带动当地光伏产业的发展,并能促进光伏产业链的形成,对当地的经济具有较强的促进作用。(3)本项目贯彻技术进步的方针,积极采用具有国际先进水平的工艺和装备,以保证产品的高质量和低成本。(4)生产所需原材料在市场上均能自行采购,厂区周边市政配套已完善,生产有保障。(5)本着“三同时”的原则,项目对环境保护和劳动安全卫生予以充分考虑。对各种可能产生的污染和危害均采取了有效的治理措施,预期均能达到国家规定的有关标准和要求。(6)经济分析结果表明,本项目投资财务内部收益率21.67%,5.43年可收回全部投资(含建设期),达产期平均税后利润总额91,569万元,具有较强的盈利能力;以生产能力利用率表示的盈亏平衡点为43.55%,说明项目有一定的适应市场变化的能力,具有抗风险能力。结论认为项目在经济上是可行的。综上所述,本项目符合国家、行业建设方针和产业政策,产品有市场,技术有保障,经济效益较好,并具有一定的抗风险能力。第二章项目提出的背景及建设的必要性第二章项目提出的背景及建设的必要性2.1项目背景及必要性2.1.1可再生能源成为发展趋势能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础,而能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题,严重制约着经济和社会的可持续发展。无论从世界还是从中国来看,常规能源都是很有限的,中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平,大约只有世界总储量的10%。图2-1给出了世界和中国主要常规能源储量预测。一百年来,全球能源消耗平均每年呈3%指数增加。中国等大多数发展中国家工业化进程加快,因此全球未来能源消耗态势仍将以快速度增长。能耗平均呈指数增长趋势所带来的后果是十分严重,一方面伴随着化石燃料消耗的增加,大气中CO2的含量相应增加,地球不断变暖,生态环境恶化,自然灾害及其造成的损失逐年增加,另一方面将愈来愈快地消耗掉常规化石能源储量。有数据表明,世界化石燃料耗尽时间从现在开始只有几十年的时间。能源的潜在危机和生态环境的恶化迫使世界各国积极开发可再生能源。图2-1世界和中国主要常规能源储量预测资料来源:中国可再生能源发展战略研讨论会论文集21世纪将是高新技术的时代、知识经济的时代。新能源技术将与生物技术、信息技术、新材料技术、空间技术、海洋技术等5大技术一道成为21世纪的现代高新技术,是21世纪现代高新技术的支柱之一。而在新能源技术中,太阳能发电是发展最快的,也是各国竞相发展的重点。太阳能发电无污染、安全、寿命长、维护简单、资源永不枯竭、不受资源分布地域的限制等独特优势和巨大的开发利用潜力,使其自20世纪80年代以来得到了迅速发展,被认为是21世纪最重要的新能源,充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。根据半导体材料的PN结光生电效应制成的太阳能光伏电池即光伏电池,是将太阳辐射能直接转换为电能的转换器件。由这种器件封装成太阳能光伏电池组件,再按需要将一块以上的组件组合成一定功率的太阳能光伏电池方阵,经与储能装置、测量控制装置及直流-交流变换装置等相配套,即构成太阳能光伏电池发电系统,也称之为光伏发电系统。它具有不消耗常规能源、无转动部件、寿命长、维护简单、使用方便、功率大小可任意组合、无噪声、无污染等优点。2.1.2“碳中和”已成共识,主要大国均已设立目标时间点碳中和宣言确立我国风光发电未来发展前景。国家主席习近平在第七十五届联合国大会上提出“2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和”的“3060目标”。此决策是党中央经过深思熟虑做出的重大战略决策,“双碳”目标的提出将把我国的绿色发展之路提升到新的高度,成为我国未来数十年内社会经济发展的主基调之一。《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》中明确强调要坚持节能优先,完善能源消费总量和强度双控制度。提升可再生能源利用比例,大力推动光伏发电发展。2020年12月,习主席在气候雄心峰会上宣布,2030年,中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重达25%,森林蓄积量比2005年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。国家能源局数据显示,截至2022年12月底,全国累计发电装机容量约25.6亿千瓦,同比增长7.8%。太阳能发电装机容量约3.9亿千瓦(390GW),同比增长28.1%。其中2022年太阳能新增装机容量为87.41GW,同比增长60.3%。国外大部分国家和地区也已提出或确立“碳中和”目标。在气候雄心峰会上,除中国外全球另有70多个国家首脑做出声明,其中涉及45份新的和加强的《巴黎协定》国家自主贡献、24份净零排放承诺,以及20个新的适应和复原力计划。2021年2月,美国正式重返《巴黎协定》。8月10日,美国参议院通过缩减版的5500亿美元基建法案,主要聚焦道路、桥梁、货运铁路等传统基础设施。电力基础设施更新类别支出规模约600亿美元,且主要涉及输配电网络、碳捕获以及氢能源等项目。随后,美国参议院批准3.5万亿美元预算决议。其中,能源和自然资源、环境与公共事务两大类别的支出规模分别约1980亿美元和670亿美元,涉及清洁电力、电气化补贴、太阳能和气候友好型技术发展以及清洁能源制造和汽车供应链技术融资等项目。欧洲方面,欧洲议会已批准《欧洲气候法案》,根据该法案,2030年欧盟温室气体净排放量相比1990年至少减少55%;2050年前,欧盟各成员国将实现气候中和。2022年6月20日,中国国际发展知识中心发布的首期《全球发展报告》中指出,绿色转型提供全球可持续发展的新机遇。当前,国际社会已就绿色转型形成共识,并采取切实行动。截至2022年5月,127个国家已经提出或准备提出碳中和目标,覆盖全球GDP的90%、总人口的85%、碳排放的88%。2.1.3大力发展太阳能发电是不可多得的战略机遇当今世界各国特别是发达国家对于光伏发电技术十分重视,摆在可再生能源开发利用的首位,制定规划,采取措施,增加投入,大力发展。20世纪80年代以来,即使是在世界经济从总体上处于衰退和低谷的时期,光伏发电技术也一直保持着以10%~15%的递增速度发展。在产业化方面,各国一直在通过改进工艺、扩大规模和开拓市场等措施降低成本,并取得了巨大进展。根据国际能源署(IEA)预测,按照2021-2025、2026-2030、2031-2050、2051-2060年全球发电量年均增速2.4%、2%、1.8%、1%测算,到2060年,全球非化石能源发电占比有望达到98.4%,其中可再生能源发电占比有望达到81.7%。IEA在《2022年可再生能源》报告中预测,2022年至2027年期间全球可再生能源装机容量将增长2400GW,IEA报告发现,未来五年可再生能源装机将占全球新增电力的90%以上,到2025年初可再生能源将超过煤炭成为全球最大的电力来源。风能和太阳能将占未来五年新增可再生能源容量的90%以上。根据“十四五”计划,预计在2022年至2027年期间,中国将占全球新增可再生能源装机容量的近一半。目前我国太阳能光伏电池生产成本已大幅下降,这对国内太阳能市场走向壮大与成熟起到了决定作用,对实现与国际光伏市场接轨具有重要意义。在全球越来越多的国家加入碳中和的一致共识下,风力发电、光伏发电等可再生能源在电力结构中的比重有望快速提升。而其中,由于光伏发电成本的持续大幅下降、以及地面电站、分布式光伏、BIPV等应用场景的不断拓宽,未来全球及中国光伏发电的装机容量有望持续快速增加。资料来源:worldenergytransitionsoutlook2022-1.5℃pathway图2-22018-2050年全球光伏总发电量和总装机量预估参考国际可再生能源机构(IRENA)数据显示到2050年,光伏累计装机量将超过140312GW,光伏发电量占全球总发电量的29%。值得一提的是未来中国、欧盟、印度等国家与地区是新增装机的主要驱动力。根据中国xxxxxx协会(CPIA)的预测,保守情况下2030年我国新增光伏装机容量将达到105GW,相比2022年75GW,复合增速为28.57%。而2025年全球新增光伏装机容量为270GW,相比2022年195GW,复合增速为27.77%。在乐观情况下,2025年我国新增光伏装机容量将达到110GW,相比2022年复合增速将达到18.18%。全球新增光伏装机容量将达到330GW,相比2022年的复合增速将达到27.27%。我国光伏各环节产业规模依旧保持快速增长势头。市场占有率位居世界前列,成为全球光伏制造大国,光伏产业已成为我国可参与国际竞争的优势产业之一。作为21世纪最有潜力的能源,太阳能产业的发展潜力巨大。太阳能产业是新兴的朝阳行业,再加上良好的政策环境、行业本身的特性,使得太阳能电池产业具有较高的投资价值和发展潜力。目前,太阳能电池及其相关产业成长性好,是非常好的投资机会,因此抓住太阳能电池市场发展的机遇,建设具有国际先进工艺技术水平的生产线,迅速提升公司在市场竞争中的有利地位,以有限的投资确保在竞争中取得最大的效益是本项目实施的根本。2.1.4能源安全性被重视能源安全关系到国家的经济发展、自然资源的供应与保护、国民生活水平的改善以及国际安全稳定。伴随着世界经济一体化进程的加快,各国之间的能源竞争日益激烈,能源安全已成为各国关注的重要焦点。能源安全的重要性在于:(1)保障国家的经济发展。能源是经济发展的重要支撑,能源安全对经济社会发展至关重要,只有保证能源安全,才能促进经济的可持续发展。(2)维护国家的安全稳定。能源安全影响着国家的安全和稳定,如果能源供应中断,将严重影响国家经济发展和社会稳定,甚至可能引发社会动荡。(3)保护自然资源及环境。能源安全不仅指能源供应的稳定性,也包括保护自然资源及环境。实行能源安全,既要保护自然资源,减少能源消耗,又能减少环境污染,改善人类的生存环境。2011年3月日本地震引发核泄漏危机,这将促使全球核电建设热迅速降温。温家宝总理主持召开国务院常务会议,会议决定:全面审查在建核电站,不符合安全标准的要立即停止建设;严格审批新上核电项目,调整完善核电发展中长期规划,核安全规划批准前,暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目,2012年以来,我国对内陆核电进行了多次深入的调研、研究和论证,为内陆核电重启做了大量准备工作。但截至目前,内陆核电仍处于“前期准备工作”,内陆核电重启尚无明确时间表。这意味着由于日本核泄漏会引发未来世界各国核电政策的改变,核电发展减缓将为水电、风电、光伏等其他新能源提供新的增长空间。从全世界范围看,光伏受益程度最大,因为:第一,在发达经济体中水电和陆上风电开发基本完毕,光伏装机基数较小,因而替代能源中光伏潜力最大;第二,近年光伏产业发展迅速,成本不断降低,未来有望实现平价上网,因而光伏发电竞争力不断增强;第三,太阳能资源最丰富且分布广,能突破地域界限,未来开发潜力最大。2.1.5项目建设符合市场的发展需求可再生能源包括水能、风能和太阳能等。我国水能资源经济可开发量仅为3.9亿千瓦,可开发风能资源估计在10亿千瓦以上。而太阳能却极为丰富,全国2/3国土年平均日照2000小时以上,仅84万平方公里的沙漠就有太阳能8400亿千瓦,是可再生能源中数量最大的。作为提供永久的洁净能源的太阳能技术有着独特的发展魅力和无限的发展空间。利用太阳能不会减少地球资源、不造成污染,而且太阳能工业无疑将是一个百年产业、千年产业。我国是地震、台风等自然灾害多发国家,由太阳能电池构成的光伏系统具有较好的安全可靠性,且技术已经日趋成熟,因此应优先发展太阳能技术。光伏领跑者计划将继续推动我国光伏技术进步,高效晶体硅技术将成为发展方向。降本增效始终是光伏行业永恒的主题,随着行业不断的技术进步和政策推动,大众的目光逐渐转移至度电成本上,高效电池因此备受瞩目,预测以大尺寸、N型TOPCon电池为代表的需求量将会持续上升,未来几年市场占比将会稳步上升。图2-3不同电池技术产能预测2.1.6项目建设符合企业自身的发展需要太阳能电池行业是世界增长速度较高和相对稳定的领域之一,预计今后10年全球将以每年20%-30%的递增速度发展,其作用也将逐步由作为农村和边远地区的补充能源向全社会的替代能源过渡。为了尽快占领光伏电池市场制高点,通过对国内外光伏电池制造企业的情况进行研究,并结合公司所拥有的资源情况,本项目建设将为企业跨越式发展奠定基础。本项目的实施是公司在**能源光伏产业基地的基础上,扩大公司TOPCon电池片产能,并进一步巩固市场地位,抢占市场份额,推进业务转型升级的重要举措。本项目通过扩大高效太阳能电池片产品的产能,有效优化现有产品结构,巩固新业绩增长点,实现提质降本增效。提升公司核心竞争力,提高自身综合盈利能力,实现可持续发展。为了***绿建集团的长期、稳定、持续发展,抓住光伏市场发展的机遇,建设具有国际先进工艺技术水平的生产线,将成为以有限的投资确保在竞争中取得最大效益的有效途径之一。2.1.7智能制造技术要加快产业向智能化的转型升级,智能化是国民经济生产力提升的一个重要要素,也是企业获取市场竞争力的大趋势。由国务院于2015年5月印发的部署全面推进实施制造强国的战略文件《中国制造2025》明确将高端装备创新工程作为五大工程之一。在中国经济新发展格局下,由“高碳能源”转型到“绿色低碳能源”也成为能源产业变革的必由之路。根据国家能源局局长章建华的最新表态,对于未来能源工作,要加大煤炭的清洁化开发利用、大力提升油气勘探开发力度;加快风能、太阳能、生物质能等非化石能源开发利用,推动低碳能源来替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。智能制造技术是未来先进制造技术发展的必然趋势和制造业发展的必然需求,是抢占产业发展的制高点,实现***绿建集团建设高效晶硅电池智能工厂的重要保障。2.2项目实施的有利条件2.2.1国家政策优势1)《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》(下称《意见》)(国发〔2013〕24号)指出,发展光伏产业对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要意义。2022年6月1日,国家发改委、国家能源局、财政部等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》,规划锚定碳达峰、碳中和与2035年远景目标,2025年,可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时左右。“十四五”期间,可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中的占比超过50%,风电和太阳能发电量实现翻倍。国内光伏产业为实现“十四五”良好开局,政策支持不断。工信部2023年2月16日发布2022年全国光伏制造行业运行情况显示,2022年全年光伏产业链各环节产量再创历史新高,行业总产值突破1.4万亿元人民币。工信部介绍,2022年,我国光伏行业持续深化供给侧结构性改革,加快推进产业智能制造和现代化水平,全年整体保持平稳向好的发展势头,有力支撑“碳达峰碳中和”顺利推进。一是产业规模实现持续增长。根据行业规范公告企业信息和行业协会测算,2022年全年光伏产业链各环节产量再创历史新高,全国多晶硅、硅片、电池、组件产量分别达到82.7万吨、357GW、312GW、288.7GW,同比增长均超过55%。行业总产值突破1.4万亿元人民币。二是技术创新水平加快提升。2023年国内主流企业P型PERC电池量产平均转换效率达到23.5%;N型TOPCon电池初具量产规模,平均转换效率达到25.3%;HJT电池量产速度加快,硅异质结太阳能电池转换效率创造26.81%的世界新纪录,钙钛矿及叠层电池研发及中试取得新突破。三是智能光伏示范引领初见成效。新一代信息技术与光伏产业加快融合创新,第三批智能光伏试点示范名单适时扩围,工业、建筑、交通、农业、能源等领域系统化解决方案层出不穷,光伏产业智能制造、智能运维、智能调度、光储融合等水平有效提升。四是市场应用持续拓展扩大。2022年,国内光伏大基地建设及分布式光伏应用稳步提升,国内光伏新增装机超过87GW;全年光伏产品出口超过512亿美元,光伏组件出口超过153GW,有效支撑国内外光伏市场增长和全球新能源需求。《光伏制造行业规范条件》(2021年本)提出光伏制造企业应拥有先进技术和较强的自主研发能力,新上光伏制造项目应满足多晶硅电池和单晶硅电池的光电转换效率分别不低于20.5%和23%;多晶硅电池组件和单晶硅电池组件光电转换效率分别不低于18.4%和20%;硅基、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)及其他薄膜电池组件的光电转换效率分别不低于13%、16%、15%、15%。《光伏制造行业规范条件》(2021年本)提出的“电池项目平均综合电耗小于8万千瓦时/MWp”的电耗要求,以及“N型晶硅电池项目水耗低于900吨/MW”的水耗要求。加快淘汰能耗高、物料循环利用不完善、环保不达标的晶硅产能,在电力净输入地区严格控制建设多晶硅项目。本项目进行年产规模达到12GW的单晶N型TOPCon电池片生产,符合国家光伏产业发展的总体方向。项目使用单晶硅片为原料,采用TOPCon工艺。TOPCon继承了PERC大部分的设备和技术积累,为最适合现有生产体系升级的技术。TOPCon一般使用N型硅片,在PERC基础上增加了隧穿氧化层(SiOx)和掺杂多晶硅层(POLY-Si),只需要增加相关的氧化设备和掺杂设备,并将磷扩改成硼扩即可,该技术可大幅度的提升N型电池的VOC和转换效率。本项目晶体硅光伏电池转换效率将达到25.5%,符合该《意见》中生产技术及能源转化效率等相关要求。因此,本项目符合《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》要求。2)重大政策2022年1月工信部等五部门发布《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,到2025年,光伏行业智能化水平显著提升,产业技术创新取得突破。新型高效太阳能电池量产化转换效率显著提升,形成完善的硅料、硅片、装备、材料、器件等配套能力。智能光伏产业生态体系建设基本完成,与新一代信息技术融合水平逐步深化。商业运营模式,有效满足多场景大规模应用需求。2022年3月国家发改委、国家能源局发布《“十四五”现代能源体系规划》,指出大力增强能源供应能力。做好增量,把风、光、水、核等清洁能源供应体系建设好,加快实施可再生能源替代行动,加快推进以沙漠,戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目建设,以京津冀及周边地区、长三角等为重点,加快发展分布式新能源。2022年5月国家发改委、国家能源局发布《关于促进新时代断能源高质量发展的实施方案》,创新新能源开发利用模式,到2025年,公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到50%;加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统:深化新能源领域“放管服”改革;完善支持新能源发展的财政金融政策。2022年中央一号文件《中共中央国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》发布。其中提到:巩固提升脱贫地区特色产业,完善联农带农机制,提高脱贫人口家庭经营性收入。逐步提高中央财政衔接推进乡村振兴补助资金用于产业发展的比重,重点支持帮扶产业补上技术、设施、营销等短板,强化龙头带动作用,促进产业提档升级。巩固光伏扶贫工程成效,在有条件的脱贫地区发展光伏产业。扎实开展重点领域农村基础设施建设。推进农村光伏、生物质能等清洁能源建设。新政策的推出,势必将引导中国的光伏市场朝着积极的方向发展,这在政策上将对本项目实施降低一定的风险。3)《产业结构调整指导目录(2019年本)》(2021年修改)与《产业结构调整指导目录(2019年本)》(2021年修改)相符性分析,本项目为晶体硅太阳能电池制造,属《产业结构调整指导目录(2019年本)》(2021年修改)中的鼓励类五、新能源类第1条“太阳能热发电集热系统、太阳能光伏发电系统集成技术开发应用、逆变控制系统开发制造”,也属于其中的鼓励类二十八、信息产业第21条“新型电子元器件(片式元器件、频率元器件、混合集成电路、电力电子器件、光电子器件)制造”。因此,项目符合国家当前产业政策。2.2.2市场前景好根据IRENA预测,在全球2050年实现碳中和的背景下,到2050年电力将成为最主要的终端能源消费形式,占比达51%。其中,90%的电力由可再生能源发电供应。其中,光伏作为目前资源最易得、性价比最高的可再生清洁能源,肩负在碳中和时代,成为全球主力能源的重任。根据IRENA预测,2050年全球光伏累计装机量将达到14,000GW。2.2.3我国太阳能资源充足我国国土面积广大,可再生能源资源品种多,分布广,数量丰富。太阳能年辐射量在3300兆焦/平方米*年到8400兆焦/平方米*年之间。其中2/3的国土面积超过6000兆焦/平方米*年(200瓦/平方米),年日照数大于2000小时,相当于每年2.4万亿吨标准煤的储量。可以说只要技术可行、成本可接受,如此巨大的太阳能资源的开发利用量是没有上限的。由此可见,我国的太阳能市场前景广阔,巨大的市场推动着太阳能电池的发展。图2-6中国太阳能资源分布2.2.4地缘、交通、基础工业的支撑优势本项目建设地址位于安徽省桐城市(1)地缘***市,位于**省中部,介于北纬30°40′~31°16′、东经116°40′~117°09′之间。东邻庐江、枞阳县,西毗潜山市,南抵怀宁县和安庆市郊区,北与舒城县相连。
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西依大别山,东临长江,素有“七省通衢”之称,北至省会合肥90千米,南邻安庆市68千米,是皖西南的交通枢纽和承东启西的通达之地,属**都市圈南翼门户城市和皖江城市带承接产业转移示范区前沿阵地,面积1571平方千米。桐城市地势自西北向东南,山地、丘陵、平原依次呈阶梯形分布。西北部山区为大别山东段余脉,重峦叠嶂,挺秀争奇;中部丘陵扇面展布,倾降平缓;东南部平原阡陌纵横。(2)交通截至2021年,桐城市形成了以合安高速、合九铁路、206国道、桐枞路为主线,以市区为中心,以县道为支线,乡村道为连接线,布局合理、四通八达的公路网络。
合九铁路纵贯全境,设桐城站。京港高铁在境内设桐城东站、桐城南站。
从菜子湖经枞阳长河可通达长江。(3)经济2022年,实现地区生产总值452亿元,增长4.5%;规模以上工业总产值(含供电)同比增长10.0%;社会消费品零售额完成160.6亿,增长4.5%;固定资产投资增长10.2%;金融机构各项本外币贷款余额437.5亿元,增长16.4%;城镇居民人均可支配收入40599元,增长5.0%;农村居民人均可支配收入21392元,增长6.9%。其中,第一产业增加值38.3亿元,增长3.7%;第二产业增加值233.9亿元,增长4.9%;第三产业增加值179.8亿元,增长4.2%。三次产业比例为8.48:51.75:39.77。2.2.5企业及技术优势公司核心技术团队拥有丰富的TOPCon电池研发和产业化经验,公司技术负责人拥有140多项关于N型电池技术的相关专利。未来,公司将进一步引入优秀专业人才、加大研发投入力度、紧跟行业发展趋势,力争实现业务高水平地平稳发展。公司引进先进生产设备和专注于研发技术工艺积累,致力成为全球领先的太阳能电池片制造商。公司重视对生产过程进行精细化及智能化管理,引入了先进的生产设备,不断降低生产成本、提升生产效率。配备有先进的光伏检测和实验设备,拥有专门进行实验研究和新技术开发的先进太阳能电池试验线,从而构建了完整的光伏研究测试条件,能够对硅片、电池片和组件等各个环节进行详细精确的测试分析。全球光伏电池片正在经历剧烈的技术路线变更,先进的代表性技术,大多投产于我国。2022年作为中国TOPCon电池发展的元年,22年TOPCon行业出货接近20GW,市占预计约8%,23年预计市占可达30%以上,24年预计超70%。在双碳目标下,光伏产业链持续升级。TOPCon技术作为重要的发展路线,其具备高效率和低成本的性价比,并且能承接原有PERC产线改造升级,TOPCon电池加速扩产。TOPCon优势之一:理论转化效率上限高。据德国研究所ISFH基于载流子选择性的概念,分析PERC、HIT、TOPCon电池的理论极限效率分别为24.5%、27.5%、28.7%。其中基于POLO2-BJ结构,TOPCon理论效率28.7%接近晶硅极限29.43%。TOPCon优势之二:可基于现有PERC产线升级改造,国内PERC产能主要自2018年开始投产,其中60%可改造为TOPCon产线,因此面临异质结等高效电池的竞争压力,在三年内PERC产线折旧未完成,将其改造成TOPCon是拉长设备应用周期是较优选择。PERC目前的量产转换效率在23.5%左右,转换效率的提升空间已然有限,TOPCon目前的量产转换效率在25.2%-25.5%左右,理论最高转换效率在28.7%,TOPCon与存量PERC兼容度高,能够继承PERC时代的技术积累与大部分设备。与现有PERC生产工序相比,TOPCon主要增加硼扩散和隧穿层沉积的LPCVD/PECVD/PVD等设备;同时,近两年新建大尺寸PERC产线一般预留了TOPCon的升级空间,TOPCon较高的转换效率使得电池单瓦及单位面积发电量有所提升,能够有效地降低BOS成本。同时,TOPCon电池具备良好的弱光效应,延迟组件日发电时长,有效降低LCOE。根据近来发布的数据,考虑25年全生命周期的维度,与PERC组件相比,TOPCon组件首年衰减低1%,BOS成本低3.9%,LCOE低6.6%,发电增益高6.3%,经第三方检测机构TUV北德在不同反射率的地面条件下的实证发电测试发现,TOPCon组件最高可以得到5~10%的发电增益,若控制LCOE不变,与主流PERC组件对比,TOPCon组件比PERC有0.1~0.2元/每瓦的价格优势。图2-7各技术路线产能占比情况数据来源:CPIA第四章市场需求与产品大纲第三章项目承担企业概况3.1项目承办单位概况**绿建集团于2018年7月30日成立,注册资金HKD$10000万元。3.2项目单位母公司概况**集团(联交所股份代号:00000)是一家涉足低碳新能源、医疗健康、物流科技及金融投资四大产业的控股集团公司。绿色建筑及光伏新能源作为中国绿色产业的开拓者,***控股集团一直践行碳中和的目标理念,持续深耕绿色建材与光伏新能源产业,赋能助力生态人居产业发展,努力打造低碳节能、生态环保、健康清洁的居住及工作环境。***控股响应政府号召,积极推进产业升级,结合当地城市的资源禀赋与产业结构布局低碳新能源的光伏行业。大健康,***控股布局大健康产业是紧跟“健康中国战略”的重要举措,其产业覆盖健康食材、保健产品、医疗器械设备、健康体检、康养基地等,致力于为消费者提供全方位的创新健康产品和服务。智慧物流科技,***物流科技与***联合发展智慧物流研发中心,物流总部孵化中心,云商中心,云仓中心,冷链中心及孵化配套中心。科创投,***控股科创投包括投行、基金两个产业模式,近年来先后布局人工智能、智能制造、物联网等高附加值产业,持续强化金融赋能产业的实力,积极打造***生态产业链项目。**绿建集团是**控股集团有限公司的香港全资子公司。第四章市场需求与产品大纲4.1市场预测4.1.1国际市场需求预测随着全球气候协议《巴黎协定》的落实以及光伏发电关键设备成本价格的不断下降,光伏发电应用地域和领域将会不断扩大,全球光伏市场规模预计将逐年递增。根据CPIA统计,2010年以来全球光伏新增装机规模不断扩大,2019年装机114.9GW,同比增长6.19%。2020年全球新增装机超130GW,2021/2022年全球新增装机160/200GW,光伏产业链需求将维持高景气。预计未来五年光伏新增装机将恢复高速增长,复合增速或达15%。结合中国光伏行业协会对光伏未来五年的新装机预测,到2025年光伏累计装机量或达1807GW,未来五年复合增长率将达19%。长期来看,BNEF在《2020年新能源展望》中,预计光伏累计装机容量将在2050年占比38%,达7749GW,相当于未来30年复合增长率约8.1%,我们假设在2025-2030年,新增装机规模年增速维持在15%,对应2030年累计装机量将达3838GW,新增装机量将达543GW,为2020年的4.2倍。图4-1预计全球光伏新装(单位:GW)和同比增速(单位:%)资料来源:中国光伏行业协会2020-2060年,全球光伏年均新增装机需求达1189.13GW。假设2020-2060年全球GDP年均增速1.5%,预计2060年单位GDP碳排放量较2019年减少50%,计算可得2060年碳排放总量将达544亿吨。假设2020-2060年全球人口增长率0.2%,单位人口碳排放量增速1%,计算可得2060年化石燃料碳排放量为180亿吨。假设2060年煤、石油、天然气碳排放量占比分别为42%/18%/40%,计算可得2060年化石能源消耗量为61.22亿吨标准油。假设2060年非化石能源消耗量占一次能源比重60%,非化石能源消费总量中用于发电的比例为90%,计算可得2060年非化石能源发电需求为961195亿千瓦时。假设2060年非化石能源中光伏、风电、水电、其他能源发电占比分别为60%/28%7%/5%,则2020-2060年全球光伏年均新增装机规模将达1189GW,2019-2060年装机量CAGR高达7.8%;预计2060年全球光伏累计装机量达到49334GW。图4-22015-2025全球光伏装机量光伏度电成本仍有下降空间,渗透率提升有望带动行业长期成长。随着组件、逆变器的降本增效和运维能力的提升,未来初始全投资成本有望继续下降,年发电小时数将增加,光伏发电的LCOE(平准发电成本)仍有下降空间。全球来看,光伏发电占比约2%,渗透率处于较低水平。根据彭博新能源的预测,到2050年太阳能在全球发电结构中的占比将提高到22%,光伏发电渗透率仍有十倍的提升空间,行业长期成长趋势明确。4.1.2国内市场需求预测我国提出到2030年,非化石能源占一次能源消费总量的比重达到20%左右,单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降60%~65%;并在2030年前后碳排放达到峰值,并力争尽早达到峰值等能源结构调整目标。我国不但在国内政策规划中明确,并在联合国气候变化会议、中美气候变化联合声明多个国际公开场合承诺。2022年,可再生能源新增装机1.52亿千瓦,占全国新增发电装机的76.2%,已成为我国电力新增装机的主体,其中太阳能发电新增8741万千瓦。截至2022年底,可再生能源装机达到12.13亿千瓦,占全国发电总装机的47.3%,较2021年提高2.5个百分点。其中风电3.65亿千瓦、太阳能发电3.93亿千瓦、生物质发电0.41亿千瓦、常规水电3.68亿千瓦、抽水蓄能0.45亿千瓦。2022年,可再生能源发电量达到2.7万亿千瓦时,占全社会用电量的31.6%,较2021年提高1.7个百分点,相当于减少国内二氧化碳排放约22.6亿吨。“十四五”期间,预计我国可再生能源发电新增装机容量占新增发电装机的70%以上,可再生能源消费增量占一次能源消费增量的50%左右。到2025年,预计可再生能源发电装机占我国发电总装机的50%以上。可再生能源将由能源电力消费增量补充成为增量主体,在能源转型中发挥主导作用。根据国家可再生能源中心2014年12月发布的《中国可再生能源发展路线图2050》,基本情景下,2020年、2030年、2050年的累计光伏装机容量为100GW、400GW、1000GW,年发电量1400kWh、5600kWh、14000kWh;积极情景下,2020年、2030年、2050年的累计光伏装机容量为200GW、600GW、2000GW,年发电量2800kWh、8400kWh、28000亿kWh。鉴于当前2020年规划目标取的是两者平均,那据此估测2030年和2050年的光伏装机容量约为500GW、1500GW,即2021年至2030年期间年均光伏装机容量约35GW,2031年至2050年期间年均光伏装机容量50GW。中国当前年新增装机容量仍有很大发展空间。对于未来能源结构及各类型电源发展情况,国家出台了有关政策文件进行明确要求。国家能源局综合司《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知(征求意见稿)》提出2030年非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上等目标任务。2021年,全国风电、光伏发电的发电量占全社会用电量的比重达到11%左右,后续逐年提高,到2025年达到16.5%左右。同时也有大量的学者和研究报告对未来能源结构进行了预测。国网能源研究院院长、党委书记张运洲表示预计以新能源为主的非化石能源发电可全部满足2030年后新增电能需求,同时逐步替代存量化石能源发电,2060年新能源发电量占比将达到53%~60%。国网能源研究院量化分析表明,到2030、2060年,非化石能源发电量占比分别达到45%~52%、83%~94%,非化石能源占一次能源消费比重达到27.5%~32%、80%~89%。在国家电网发布的《中国能源电力发展展望2020》中提出电源装机总量2035年、2060年将分别达到40亿、50亿千瓦左右。风电和光伏发电将逐步成为电源结构的主体,常规电源将长期在电力平衡中发挥重要作用,煤电装机预计于2030年前达峰,核电、水电、气电等各类电源近中期稳步发展。国家发改委能源研究所原所长戴彦德表示未来需坚持“减油、控煤、增气”,到2050年需将能源消费总量控制在50亿吨标准煤。当前光伏产业已经成为我国的优势产业,上中下游产业链完善,国内自有市场需求旺盛,技术创新能力不断增强,已经不再是“原料、市场、技术多头在外”,而是规模、技术、应用市场都居于世界前列的光伏大国。随着全球越来越多国家制定了庞大的光伏建设计划,随着各类新材料新工艺高效电池技术的发展,光伏发电的度电成本越来越低,高效电池的市场空间还将进一步打开,高效太阳能电池产品的市场需求空间巨大。4.2市场分析4.2.1主要竞争对手根据PVInfolink数据库统计,2022年单晶电池片出货总量排名依序为通威、爱旭、润阳、中润、捷泰等。晶体硅电池片产业已进入成熟期,此阶段产品已定型、技术成熟、成本下降,但是随着市场需求逐渐满足,行业增长速度减慢,行业内企业之间竞争将日趋激烈。因此,企业进入门槛很高,除非有强大的资金和技术实力,一般难以取得成功。拥有先进的核心技术,提前抢占市场将是制胜的关键。“依旧坚持只做电池片,做更优质电池片,不涉及下游终端电站”这一战略目标,作为光伏电池片环节的代表企业之一,公司的上游供应商包括隆基股份、***股份这样的硅片巨头,其下游则面向隆基股份、东方日升、晶科能源等光伏组件巨头,是光伏产业链承上启下的关键一环。(1)替代品生产商分析国家能源局就《可再生能源“十四五”发展规划》,指出展望2035年,我国将基本实现社会主义现代化,碳排放达峰后稳中有降,在2030年非化石能源消费占比达到25%左右和风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上的基础上,上述指标均进一步提高。可再生能源加速替代化石能源,新型电力系统取得实质性成效,可再生能源产业竞争力进一步巩固提升,基本建成清洁低碳、安全高效的能源体系。非化石能源,指非煤炭、石油、天然气等经长时间地质变化形成,只供一次性使用的能源类型外的能源。包括当前的新能源及可再生能源,含太阳能、核能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源。太阳能资源丰富、分布广泛,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源,是21世纪最具发展潜力的可再生能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。国家统计局数据显示,在2022年中国发电量中,火力发电量占66.5%;水力发电量占15.3%;风力发电量占比8.6%;太阳能发电量占比4.8%。核电:核电是清洁能源,发电稳定、上网电价与火电相当或稍高。但核电的核原料、核安全、核废料问题,一直困扰我们。中国是贫铀国家,核原料一直是我国大力发展核电的一大制约。安全方面,不说切尔诺贝利核事故的阴影,2011年发生的日本“3.11”大地震引发的核灾难,也让大家谈核电色变。而核废料的处理,更是世界级的难题。只有解决了以上问题,核电才能真正大规模发展。水电:水电在可再生能源之中历史最为悠久。目前在发达国家已经很难看到新建大型的水电项目,屡创佳绩的水电站大部分都出现在发展中国家。特别是中国在建成了三峡工程后,已经成为名副其实的水电大国。所以说,水电开发在世界范围内仍然还有巨大潜力。但是水电由于建设周期长,投资大,所以与风电这样的新能源相比,国家政府的推动可能比私营部门更重要。而且在投资方面,很多私人资本尚难以介入其中。风电:风电是可再生清洁能源,上网电价比光伏便宜,但是受限于位置和运输,风电不稳定,因此电网调度不积极,而且,冬天风大时,与热电抢负荷。太阳能:太阳光普照大地,没有地域的限制无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且无需开采和运输。开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁能源之一。每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。因此,从长远眼光来看,可替代品的生产对本项目产品的影响并不大。4.2.2市场前景TOPCon电池可以看作是基于PERC电池的又一次技术升级。TOPCon电池的理论效率远超P型电池,目前量产/最高效率分别超25%,且拥有低衰减、高双面率、低温度系数等优点,在终端电站的发电增益效果明显。TOPCon电池制造工艺与PERC有很高的兼容性。对比现有PERC产线,只需要新增硼发射极的制备、生长隧穿氧化层、沉积多晶硅并对其进行掺杂、扩散后的清洗等四道工序,与存量PERC产线具有较好的设备兼容性。对于PERC产线的升级,增加的设备投资额在5000万元~8000万元,而产线设备的兼容性是不少原业内电池厂选择TOPCon技术的一个重要原因。在面临大规模PERC产线设备资产折旧计提压力下,升级改造拉长设备使用周期,叠加SMBB技术和银浆国产化推进,在提效降本方面的优势更加明显,预计是未来2-3年具备性价比的路线选择。TOPCon电池效率与成本优势凸显,国内龙头布局明显加速。自晶科能源发布N型量产TOPCon组件产品,拉开龙头厂商推动TOPCon电池产业化的序幕。晶科能源在合肥建设的112GW电池工厂将以生产TOPCon电池为主,预计这批电池转换效率将达到25.3%,良率与量产PERC持平,且成本逼近PERC。行业咨询机构InfoLinkConsulting发布的报告显示,截止今年2月,宣称布局高效电池技术的产能已突破1100GW,其中超过850GW的新增产能选择TOPCon技术。就落地产能而言,截止去年底,TOPCon和HJT分别达到81GW和13GW,已颇具规模。2022年被视为N型电池技术发展的元年,该机构指出,N型技术中TOPCon已经证实其具备和PERC相当甚至更佳的盈利能力,在P型转N型的技术迭代窗口期,传统光伏厂商纷纷大刀阔斧进行产能扩张以巩固其市场地位,新入局者也希望凭借无历史包袱的优势快速产能布局以奠定自己的市场份额。过去一年,仅晶科能源具备10GW级别的TOPCon产能,但是到2023年底将有超过17家厂商具备10GW级别及以上的产能,另外,新入局厂商也将在今年贡献超过50GW的TOPCon产能。InfoLink的统计显示,到今年底,TOPCon名义产能将有望达到477GW,意味着届时TOPCon电池产能规模将与存量的PERC电池产能相当。TOPCon电池行业下游企业市场空间广阔、销售范围广、用户分散、单批数量少、销售单价高等特点。随着全球光伏行业需求景气上行,政策面基本面共振,给行业景气度增加了新的增量。各大厂商积极寻求技术上的突破,其中最主要的方向之一就是TOPCon技术路线,其具备高效率和低成本的性价比,并且能承接原有PERC产线改造升级,TOPCon电池加速扩产,全产业链迎来新一轮升级机遇。4.2.3产品目标市场分析根据太阳能电池及组件市场的发展状况及供需预测,结合企业已建立的销售网络,本项目拟定产品供应国内市场为主以及部分的海外市场,另一部分是企业的电站项目。电池的下游客户是组件厂商。随着全球光伏新增装机容量的不断增长,光伏组件市场也增长迅速。2022年中国光伏组件产量达到288.7GW,同比增长58.8%,相较往年有了大幅增长。从组件类型看,晶硅电池组件依然是市场主流,全球太阳能光伏组件主要以晶硅为主。2022年我国光伏产品出口规模第一次超过500亿美元,产量、装机继续大幅增长,钙钛矿电池等新技术的研发也“全面开花”,取得可喜进展。其中,组件出口423.61亿美元、硅片50.74亿美元、电池38.15亿美元,合计约512.5亿美元,同比增长80.3%;光伏组件出口量约153.12GW,同比增长55.8%,出口额和出口量均创历史新高。出口到各大洲市场均有不同程度增长,其中欧洲市场增幅最大,整个2022年,欧洲依然是中国光伏产品最主要的出口市场,约占出口总额的46%,占比继续提高。图4-42022中国光伏组件出口情况本项目生产的高效TOPCon电池,因其转化效率和成本的优势,产能扩张明显加快,是光伏电池片的主流,未来全球电池片产能中,单晶TOPCon电池占比还会不断提高,市场容量巨大,发展前景光明。4.3产品简介4.3.1产品大纲本项目生产大纲见表4-1。表4-1产品大纲序号产品名称产量(GW)备注1N型TOPCon高效晶硅太阳能电池片12年产4.3.2产品简介本项目产品为N型TOPCon高效晶硅太阳能电池片。产品特性:(1)所有电池片均通过检验;(2)根据最低功率和工作电流进行电性能分档;(3)根据逆电流和并联电阻进行甄选;(4)低翘曲度;(5)长期的稳定性和可靠性;(6)电池片片间、片内无色差。表4-2产品技术参数简介表尺寸182mm*182mm+0.25mm210mm*210mm+0.25mmTkVoltage:-0.26%/K厚度130±20umTkCurrent:+0.046%/K正面(+)16*0.045±0.04mm主栅线(银),140±14根副栅线,蓝(深蓝)色抗反射膜(氮化硅)TkPower:-0.32%/K背面(-)16*0.05±0.04mm主栅线(银),140±14根副栅线,蓝(深蓝)色抗反射膜(氮化硅)Rsh≥35Q,Irev2≤1A本项目同时采用182(兼容210)大尺寸TOPCon电池技术路线。N型电池片相对于P型电池片具备更低的功率衰减、更高的双面率、更强的抗PID衰减能力、更低的温度系数、更优异的低辐照性能,同样的装机容量下,N型电池片具有更高的发电量。TOPCon新型高效电池技术可在现有的PERC技术上提升电池绝对转换效率1.5%以上,被认为是PERC之后的下一代高效电池技术。在体现现有技术优势的同时又保障了***绿建集团(香港)有限公司未来的技术领先地位,进一步提升其核心竞争力。第五章技术与装备第五章技术与装备5.1技术方案5.1.1技术来源本项目团队为行业顶级专家团队,拥有丰富的TOPCon电池技术研发和产业化经验;目前产品技术水平与国际国内同业相当;在产品中运用了TOPCon高效单晶电池技术,包含了隧穿氧化层沉积工艺方向选择(LPCVD)、氧化铝AlOx的沉积工艺方向选择(PECVD与ALD)、激光开孔的工艺开发及激光开槽技术。5.1.2技术方案比选(1)TOPCon与PERC对比效率高:TOPCon目前量产效率最高的厂家效率高达25.5%,当前主流的PERC是23.5%,TOPCon高2个百分点。预计到2023年下半年,TOPCon可以达到26.8%,PERC的效率在23.5%左右,效率差能达到3.3个百分点。衰减低:一方面,TOPCon电池没有掉档的情况,而PERC电池目前的测试效率经一段时间后复测效率掉1~2个档;另一方面,对于组件端,TOPCon发电功率不存在衰减,PERC首年有接近8%的功率衰减。长波响应好:PERC只是对短波响应好,TOPCon不管是长波还是短波响应都很好。TOPCon不受天气影响,发电量持续保障,而PERC发电量受天气影响严重。(2)TOPCon与HJT对比技术成熟,兼容性好:TOPCon的技术相对成熟,兼容性好,12道工序中有9道工序和PERC完全一样,新增的三道工序里面,设计的操作、工艺窗口、参数设置等与原有的PERC近似度非常高。车间投资低:HJT设备投资比TOPCon整体高出80%-100%。量产性好:TOPCon的操作员工和工艺设备都可以直接从PERC原有车间无缝衔接,不需要做额外培训和技能升级。效率高:目前TOPCon比HJT效率高0.4%,预计到2023年效率差可能还会拉大。非硅成本低:HJT非硅成本比TOPCon整体高出20%-30%。电池无衰减:TOPCon不管是电池端还是组件都没有衰减,但是HJT因为使用低温凝胶,效率逐渐衰减。5.2工艺流程与工艺区划5.2.1工艺流程本项目工艺流程见图5-2。图5-2生产工艺流程图工艺流程说明:(1)检验对原材料硅片进行检验,主要检验硅片外观、厚度、少子寿命、方块电阻等。(2)制绒单晶硅片是由单晶拉晶经多线切割而成,其表面存在3-5μm厚度的损伤层,表面损伤层存在大量的缺陷及复合中心,如果不加以去除,会降低太阳能电池的开路电压和短路电流。清洗制绒工序的主要作用是在去损伤层的同时,同时通过各向异性腐蚀,在硅片表面形成微米级金字塔结构的绒面,从而降低入射光的反射率。清洗制绒工艺是在密闭的制绒清洗一体机中完成,单晶硅片依次完成预清洗、水洗1、制绒、水洗2、后清洗、水洗3、酸洗、水洗4、慢提拉,然后硅片进行电烘干。制绒清洗工艺完成后,硅片表面的反射率可以控制在10%以内。具体过程情况为:1)预清洗:将NaOH、双氧水和纯水按照体积比进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。此过程的化学反应方程式为:2H2O2=2H2O+O2↑Si+O2=SiO22NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑(弱反应)双氧水水解后会释放氧气,温水条件下氧气会和硅片形成薄氧化硅。此时碱液对硅的腐蚀能力较弱,这一层薄氧化层可以对硅片存在保护作用,阻挡碱液对硅片的腐蚀;碱液可以微弱地改善硅片表面微结构的同时,进一步清洗表面。2)水洗1:对完成预清洗的硅片使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。3)制绒:将NaOH、制绒添加剂和纯水按照一定比例进行溶液配置,在设备里进行化学反应。此过程的化学反应方程式为:2NaOH+Si+H2O=Na22SiO3+2H2↑使用NaOH对单晶硅腐蚀的各向异性特性,让〈111〉晶面缓慢腐蚀,其他晶面快速腐蚀,达到金字塔的形貌,从而减少太阳光在电池片表面的反射率,增加太阳能电池片对光的吸收。制绒过程中投加制绒添加剂,改善表面活性,增强对硅片表面的腐蚀速率和腐蚀均匀性。4)水洗2:对完成制绒的硅片使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。5)后清洗:将NAOH、制绒添加剂和纯水按照一定体积比进行溶液配置,对硅片进行后清洗。此过程的主要化学反应方程式为:2H2O2=2H2O+O2↑Si+O2=SiO22NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑(弱反应)6)水洗3:对完成后清洗的硅片使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。7)酸洗:将HCl、HF和纯水按照一定体积比进行溶液配置,在槽内进行化学反应。此过程的主要化学反应方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2OSiO2+6HF=H2SiF6+2H2O主要是为了去除金属离子,同时让硅片表面呈现脱水性。8)水洗4:对完成酸洗的硅片使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。9)慢提拉:通过热水浸泡硅片后缓慢提出,达到硅片表面脱水的状态。同时此过程有水洗的作用。10)烘干:使用电加热烘干方式,烘干温度在85度左右,在槽式设备里面进行干燥,使得电池片表面达成干燥状态,烘干过程会有水分损耗。(3)硼扩散该步骤是采用BCl3气态源扩散法进行硼扩散,在硅片的表面层掺入硼杂质,使这一表面层呈现P型,形成太阳能电池的核心PN结。操作过程如下:将硅片装在石英舟上,将石英舟放置在高温扩散炉内的石英架上,启动程序,高温扩散炉自动运行,将装有硅片的石英舟送入高温扩散炉。硼扩散前先通过大量氮气吹尽腔内空气、抽真空,再通入BCl3和O2。温度控制在800~1050℃,采用电加热。主要化学反应为:4BCl3+3O2=2B2O3+6Cl2↑2B2O3+5Si=5SiO2+4BBCl3在高温和氧气的参与下,可充分分解为B2O3和氯气。分解产生的B2O3淀积在硅片表面,B2O3与硅反应生成SiO2和B原子,并在硅片表面形成一层二氧化硅,然后B原子再向硅中进行扩散。(4)激光SE该步骤是通过激光局部处理(脉冲式激光光斑逐点扫描硅片表面,形成线型激光处理区,相邻线型激光处理区的间距约1.4mm左右)硅片正面PN结,使PN结局部形成深结。(5)氧化推进使用高温氧化退火炉处理硅片(温度800-1050度),工艺过程中通入氧气和氮气,使正面掺入的硼原子重新分布。多余的氧气和氮气经过酸雾塔,再排入空气中。主要反应过程为:Si+O2=SiO2(6)去背面BSG此工序包含背面去BSG和背面碱抛光两个过程。在扩散时,硅片的正面形成一层很薄的硼硅玻璃层(简称BSG)。由于采用背靠背的硼扩散过程中,硅片的边缘将不可避免地扩散上硼。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有硼的区域流到PN结的背面,而造成短路,此短路通道等效于降低并联电阻。因此,为使电池表面颜色均匀一致,正反电极与电池形成良好的欧姆接触,在室温下条件下,使用HF溶液对扩散后的硅片进行两次刻蚀,去除硅片边缘及背面BSG。硼硅玻璃层是含有硼的二氧化硅层,去除硼硅玻璃层实际就是使用氢氟酸溶解二氧化硅。此过程为硅片在一个链式酸洗设备中进行连续作业,依次完成酸洗1,酸洗2,水洗和电烘干,合计4个步骤,具体过程情况为:1)酸洗1、酸洗2:将HF和纯水按照一定比例溶液配置,在链式酸洗设备里进行化学反应。此过程的主要化学反应方程式为:SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O主要是为了去除硅片背表面的二氧化硅,使其变成脱水性。2)水洗:对完成酸洗后的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。3)电烘干:使用电加热烘干方式,在槽式设备里面进行干燥,使得电池片表面达成干燥状态,烘干过程会有水分损耗。其次是碱抛工艺,使用碱溶液和添加剂对硅片背表面进行硅片腐蚀,使其形成抛光的表面结构,后用盐酸和氢氟酸进行清洗。此过程为硅片在槽式湿化学设备中进行连续作业,依次完成预清洗,水洗1,碱抛,清洗,水洗2,微制绒,水洗3,后清洗,水洗4,酸洗,水洗5,慢提拉,烘干合计13个步骤,具体过程情况为:①预清洗:将NaOH、双氧水和纯水按照一定比例进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。此过程的化学反应方程式为:2H2O2=2H2O+O2↑Si+O2=SiO22NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑(弱反应)双氧水水解后会释放氧气,温水条件下氧气会和硅片形成薄氧化硅。此时碱液对硅的腐蚀能力较弱,这一层薄氧化层可以对硅片存在保护作用,阻挡碱液对硅片的腐蚀;碱液可以微弱地改善硅片表面微结构的同时,进一步清洗表面。②水洗1:对完成碱抛的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。③碱抛:将NaOH、碱抛添加剂和纯水按照一定比例进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。利用添加剂对正面氧化层保护,采用碱溶液对单晶面进行腐蚀,在硅表面形成抛光面。此过程的化学反应方程式为:2NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑④清洗:碱抛后清洗工序的双氧水和纯水比例是1:56,作用增加清洁功能。⑤水洗2:对完成清洗片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。⑥微制绒:将NaOH、制绒添加剂和纯水按照一定比例进行溶液配置,在设备里进行化学反应。此过程的化学反应方程式为:2NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑使用NaOH对单晶硅腐蚀的各向异性特性,让〈111〉晶面缓慢腐蚀,其他晶面快速腐蚀,达到金字塔的形貌,从而减少太阳光在电池片表面的反射率,增加太阳能电池片对光的吸收。制绒过程中投加制绒添加剂,改善表面活性,增强对硅片表面的腐蚀速率和腐蚀均匀性。⑦水洗3:对完成后清洗的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。⑧后清洗:将NaOH、双氧水和纯水按照一定比例进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。此过程的化学反应方程式为:2H2O2=2H2O+O2↑Si+O2=SiO22NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑(弱反应)⑨水洗3:对完成后清洗的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。⑩酸洗:将HF、HCl和纯水按照一定的比例进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。此过程的主要化学反应方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2OSiO2+6HF=H2SiF6+2H2O主要是为了去除金属离子。⑪了水洗4:对完成酸洗的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。⑫慢提拉:通过热水浸泡硅片后缓慢提出,达到硅片表面脱水的状态。同时此过程有水洗的作用。⑬电烘干:使用电加热烘干方式,在槽式设备里面进行干燥,使得电池片表面达成干燥状态,烘干过程会有水分损耗。(7)poly沉积在电池背面采用LPCVD制备一层超薄氧化硅和一层高掺杂的多晶硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构,超薄氧化层可以使多子电子通过同时阻挡少子空穴复合,有效降低表面复合和金属接触复合,提升了电池的开路电压和短路电流,主反应:二氧化硅:Si+O2→SiO2多晶硅的制备是由硅烷在570-650℃热分解产生的;硅烷在575℃分解产生非晶硅,在595℃以上分解产生SiH4→Si+2H2(8)磷扩在N型衬底上扩散P型杂质形成PN结。达到合适的掺杂浓度ρ/方块电阻R□。即获得适合太阳能电池PN结需要的结深和扩散层方块电阻主反应:(9)RCA清洗此工艺分为去边缘PSG和RCA清洗两个过程,分别在链式机和槽式机完成。去边缘PSG:此过程为硅片在一个链式化学设备中进行连续作业,依次完成去PSG,水洗,电烘干,合计3个步骤,具体过程情况为:1)酸洗:将HF和纯水按照一定比例进行溶液配置,在链式设备里进行化学反应。此过程的主要化学反应方程式为:SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O主要是为了去除硅片表面的二氧化硅。2)水洗:对完成去PSG的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。3)吹干:使用电加热烘干方式,在槽式设备里面进行干燥,使得电池片表面达成干燥状态,烘干过程会有水分损耗。RAC清洗:RCA又称湿式化学洗净技术,通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物和金属离子。此过程为硅片在槽式湿化学设备中进行连续作业,依次完成去绕度,水洗1,碱洗,水洗2,酸洗1,水洗3,酸洗2,水洗4,慢提拉,烘干合计10个步骤,具体过程情况为:①去绕度:将NaOH、去绕度添加剂和纯水按照一定的体积比进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。此过程的化学反应方程式为:2NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑(弱反应)②水洗1:对完成去绕度的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。③碱洗:将NaOH、双氧水和纯水按照一定的比例进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。此过程的化学反应方程式为:2H2O2=2H2O+O2↑Si+O2=SiO22NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑(弱反应)利用双氧水的氧化性,结合NaOH的碱性,可以有效去除添加剂。碱液在继续改善背面多晶硅的表面微结构的同时,进一步清洗表面。④水洗2:对完成后碱洗的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。⑤酸洗1:将HF和纯水按照一定比例进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。此过程的主要化学反应方程式为:SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O主要是为了去除硅片表面的掺硼二氧化硅。⑥水洗3:对完成后酸洗1的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。⑦酸洗2:将HF和纯水按照一定比例进行溶液配置,在槽式设备里进行化学反应。此过程的主要化学反应方程式为:SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O主要是为了去除硅片表面残留的二氧化硅,使其变成脱水性⑧水洗4:对完成酸洗2后的片子使用纯水水洗,稀释硅片表面的残留废液和调整pH值。⑨慢提拉:通过的热水浸泡硅片后缓慢提出,达到硅片表面脱水的状态。同时此过程有水洗的作用。⑩电烘干:使用电加热烘干方式,在槽式设备里面进行干燥,使得电池片表面达成干燥状态,烘干过程会有水分损耗。(10)ALD镀膜(正镀膜-氧化铝)将上述清洗后的硅片送入原子层沉积设备后,抽真空,然后交替通入三甲基铝和水气,利用三甲基铝和水气反应,在硅片的正面沉积形成一层氧化铝膜,反应温度为190-250度。此过程的主要化学反应方程式为:2Al(CH3)3+3H2O=Al2O3+6CH4(11)PECVD镀膜(正、背镀膜-氮化硅)在硅片正反表面沉积SiNx膜,其中在正面镀SiNx膜的主要目的是形成减反射膜,并对AlOx钝化膜起到保护的作用,背面镀SiNx的作用是钝化。正面与背面的SiNx膜是在PECVD炉管中完成。将待镀膜的硅片放入全自动PECVD沉积炉中,并通入硅烷和氨气,利用高频微波将硅烷(SiH4)和氨气(NH3)激发为等离子体状态,Si原子与N原子以一定的比例沉积到硅片表面形成一层氮化硅(SiNx)薄膜,起到减反射和钝化的作用。化学反应方程式如下:SiH4+2NH3=SiNx+5H2↑SiH4+2NH3+N2O=SiONy+5H2↑(12)丝网印刷针对客户的需求,选用不同规格的背面银浆、正面银浆和适合细栅线印刷的副栅浆料和适合主电极印刷的主栅浆料在丝网印刷设备中进行印刷。利用烘干炉烘干,烘干过程的温度均在200-400℃左右,主要目的是完成电池的初步干燥。使用快速高温炉,进行高温烧结,使硅和金属共烧形成合金,其中铝和硅形成合金的温度为500-600度,银和硅形成合金的温度为650-800度。印刷好的电池片传输进入烧结炉内,在高温作用下,使浆料中的有机溶剂完全挥发,让浆料与硅片形成良好的欧姆接触。(13)光注入使用光注入设备,钝化电池片体缺陷,减少光衰,提高电池效率。光注入炉是链式设备,电池片经循环运行的网带送入炉体内,炉体内依次有红外加热区、高强度光照区、风冷降温区,红外加热区把电池片温度升高到200~500度之间,光照区用LED灯发射高强度可见光照射电池片,风冷区把电池片温度降低到室温。(14)测试及效率分选电池片依次完成外观测试(包括光电转换效率、开路电压、短路电流、填充因子、串联电阻、并联电阻),测试后将不同效率的电池分等级进行分级包装。(15)包装入库每1小包电池片(一般为120片1包)用热缩机进行热缩包装后放入箱中,待放满整箱后进行打包作业,后转到仓库。5.1.2工艺区划本项目厂房北侧为生产辅助区和动力辅助区,南侧为办公区和动力辅助区。电池车间人员主要从厂房东南侧进入厂房。主要设备搬运通道位于厂房东西侧、北侧生产辅助区域以及南侧三个设备搬运通道。物流均从厂房北侧发料,厂房北侧出货。工艺区划见图详见附图。5.3设备配置本项目主要生产设备见下表5-2。表5-2工艺设备与仪器清单序号No.工序Op.设备数Eq.N.1制绒(120片/篮,6篮/槽)152制绒上下料153硼扩(12小舟,6管2880)294硼扩上下料295SE296二次硼扩(12小舟,6管2880)337硼扩上下料338去BSG+碱抛(链式12道/120片/篮,4篮/槽)199去BSG上下料1910碱抛上下料1911POLY(6管1440)4312LP上下料4313磷扩(6管1680)3814磷扩上下料1915去PSG+RCA(链式12道/120片/篮,4篮/槽)1916去PSG上下料1917RCA上下料1918ALD1519ALD上下料1520正镀(6管768)3121正膜自动化3122背镀(6管768)2923背膜自动化2924丝网(双轨0.86)2425丝网烧结+光注入2426镀舟机427返工片清洗机428返工片倒片机229poly石英舟清洗机230硼扩石英舟清洗机231补偿管清洗机232石英管清洗机233自动卡点机434花篮擦拭机235石墨舟清洗机836石墨舟烘箱1837离线测试分选机(双轨)638灌装机1239在线银浆机(2道、4道)9640数片机641行星浆料搅拌机642静电密封包装机843离线EL测试机(选配红外热像仪)244离线EL测试机(标准机型)1045超声波清洗机246硅片分选机2第六章物料和公用设施第六章物料和公用设施6.1物料供应根据产品方案测算,项目年需主要原、辅材料用量估算如下:表6-1物料供应一览表序号原材料年用量单位1M10硅片172800万片辅料1氢氟酸8480m32盐酸1760m33氢氧化钠10080m34双氧水21200m35制绒添加剂528m36碱抛添加剂840m37背刻添加剂736m38三氯氧磷8m39三氯化硼5448KG10氮气82662t11氧气2880t12硅烷310t13氨气734t14N2O(笑气)330t15TMA(三甲基铝)62t16网版8640块17银浆176t6.2动力要求本项目动力用量见下表6-2。表6-2动力用量表序号专业种类总平均量
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