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1、创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目 可行性研究报告目 录第一章 总论3一.项目概要3二.主办单位基本情况3三.项目基础分析3四.项目编制范围6五.项目编制依据7六.可行性研究报告主要结论和主要经济指标8第二章 项目背景及建设必要性13一.项目提出背景13二.项目建设必要性25第三章 市场预测30一.市场概况30二.需求预测31三.产品销售32四.产品销售价格预测33第四章 建设条件及厂址选择34一.建设条件34二.项目区选址37第五章 生产规模及产品方案38一.生产规模38二.产品方案38第六章 原辅材料、燃料供应40一.主要原料供应40二.燃料、电力供应40三.原辅材料
2、价格预测41第七章 工艺技术和设备选型42一.工艺技术方案42二.主要设备选型50第八章 公用工程及辅助设施53一. 总平面设计53二. 工程概况55三. 公用工程59第九章 环保、劳动安全卫生、消防及节能68一. 环境保护68二. 劳动安全及工业卫生70三. 消防72四. 节能74第十章 生产组织及劳动定员76一. 生产组织76二. 劳动定员77三. 人员培训77第十一章 项目实施进度79一. 项目实施计划79二. 项目实施进度安排79第十二章 投资估算及资金筹措81一. 投资估算81二. 资金筹措82第十三章 财务评价83一. 财务估算83二. 财务评价84三. 主要经济效益指标86四.
3、财务评价结论87第十四章 可行性研究结论和建议88一. 结论88二. 建议88附图：1、纽约市交通位置图2、项目位置图3、厂区布置图附表：1、 投资估算表2、 资金来源与运用表3、 投资计划与资金筹措表4、 固定资产折旧费估算表5、 无形资产及递延资产摊销费估算表6、 总成本费用估算表7、 销售收入和销售税金估算表8、 损益表9、 流动资金估算表10、资产负债表11、现金流量表（全部投资）12、敏感性分析表（全部投资）第一章 总论一.项目概要（1）项目名称：创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目（2）主办单位：纽约市景新太阳能源有限公司（3）项目负责人：胡东京（4）通讯联络：
4、纽约市居巢区建设局大楼六楼 二.主办单位基本情况纽约市景新太阳能源有限公司成立于2006年11月，由新疆、江苏等客商共同投资兴建，为实施太阳能发电项目和可再生能源材料开发而成立的。地点设在纽约市居巢区工业园，项目投产后，注册资金将增至10000万元。公司的主要技术专家团队和管理人员均为国内和国外的从事太阳能硅材料和太阳能产品的高级专家，致力于多晶硅项目的开发。三.项目基础分析创新团队本项目有一个过硬的技术创新团队，核心成员为：王海彪教授、王跃进博士、顾之玉教授等。王海彪教授级专家，早年毕业于山东大学晶体材料系，从师我国晶体材料学泰斗蒋民华院士（中科院院士、工程院院士），作为访问学者，十多年前去
5、美国斯坦福大学材料研究中心任研究员，同时在美国太阳能公司作硅材料研究多年，对多晶硅生产各种工艺的核心技术都有所创新，曾获美国总统布什的接见合影留念，回国后在国家级上海半导体照明工程技术研究中心任研究员。致力于太阳能硅材料、照明、发电技术研发，编写多晶硅工艺技术理论专著，并获得多项技术发明申请专利。王跃进博士，本项目技术核心人才。早年毕业于上海复旦大学材料系，后在上海硅酸盐研究所工作，一直致力于无机晶体的研究，后去美国作访问学者，96年在匹斯堡大学取得博士学位，后在美国太阳能公司作硅单晶的研究，与王教授相识。回国后一直从事碳化硅晶体的研究。已有技术成果可用于超高温半导体器件、高温传感器等新型集成
6、电路器件工程。对于各种特殊炉体的设计和制造工艺有很深的造诣。顾之玉教授级专家，本项目核心人才。瑞士科学家、太阳能发电技术专家，享受国务院技术专家津贴。团队其他人员情况见下表：姓 名专业职称及相关资质1王又良连续十六年的上海市激光技术研究所现任所长,教授研究员,曾获国家科技二等奖，是我国最先做出非晶硅太阳能电池的专家之一，参与本技术团队管理。2曲世浦教授研究员、晶体材料科学家，享受国务院技术专家津贴3孙正心院士、现为上海市科协主席、上海科学院院长，资深指导4蒋明华中国科学院两院院士、晶体材料学领域泰斗，资深指导5庄松林中国科学院院士、资深指导6徐建卯博士、海军92815部队总工程师，本团队技术顾
7、问7夏 卫美国工学博士、原美国IBM首席软件工程师，技术指导8JEFF PHUNG美国工学博士，长期在美国，曾在美国MEMC公司从事材料技术研究工作，是王海彪教授的主要助手，在本项目生产设备控制系统中，负责关键纯化核心技术工艺和制备工作。9石 楠德国工学博士，协助负责关键纯化核心技术工艺和制备工作。10李 明博士、现聘为美国高盛投资公司亚太区总监，参于本技术团队融资管理11叶榅平法学博士、参于本技术团队管理，专责知识产权法律顾问12杨卫桥博士、国家LED照明工程技术研究中心上海基地研究员13焦 桓博士、研究多晶硅薄膜生长技术和产业化技术装备14施杏娣曾获我国科技一等奖，是国内最早的一位多晶硅材
8、料和太阳能电池发明家，原上海市有色金属材料研究所负责国家多晶硅材料和太阳能电池重大项目总工程师15谷忠祥在军工741半导体厂建立我国第一台多晶硅材料超精密测试设备，本团队材料测试技术专家,高级工程师16宋立禄本技术团队半导体制造设备专家，高级工程师17顾兴升本技术团队储氢材料（燃料电池）专家，高级工程师18白 爽本技术团队深低温制冷技术和装备控制工程师产业优势由于本项目采用的是创新型“改良深低温硅烷法”，工艺原理是在美国杜邦法的基础上做了很大的改进。其特点是能耗少，（相比西门子法减少80%），产量纯度高（80%产品可达8 N级，可直接拉制出IT级用的11 N的单晶硅），无需氯碱（设厂地点不受限
9、制），材料消耗少，生产连续，自动化程度高，工人少，生产原料成本低。与传统工艺相比有很多的突破，特别是在高纯度硅烷深低温提纯领域，首创出离子态超临界纯化技术，Ion State Supercritical Purified Technology （ISSP），使 “改良深低温硅烷法” 相比改良西门子法，大规模生产具有更安全、环保性好的特点，使产出能耗比大大减小，降低氯气排放%以上，多晶硅产出率更高，达到1:1.12。因而在设备环保问题和长期安全生产运行机制上具有很强的国际市场竞争能力，是很有推广应用价值、技术成熟的高纯多晶硅材料生产技术装备。四.项目编制范围 根据中华人民共和国国民经济和社会发展
10、第十一个五年计划纲要、节能中长期专项规划和可再生能源中长期发展规划提出的大力发展可再生能源，实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策，鼓励生产与消费可再生能源，提高在一次能源消费中的比重。针对目前传统燃料能源的日趋减少，急待寻找替代能源，而可再生能源以它的清洁、无污染成为替代品。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，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。由于世界各国对可再生清洁能源利用的逐步重视，太阳能光伏产业得到了飞速发展；与此同时，我国太阳能光伏发电产业也得到了高速的发展，相关支撑业的市场迅速扩大，在整个产业链中，作为太阳
11、能利用产业的关键材料多晶硅，对产业的发展起着重要的作用。但是目前多晶硅材料十分短缺，制约了太阳能行业的发展。因而我公司瞅准这一时机，采用创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品。本次在认真进行调查论证的基础上，对项目建设的可行性，市场前景进行分析，拟定建设方案、生产规模、生产工艺技术方案、设备选型，并进行投资预算和经济效益预测及分析。五.项目编制依据1.中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要 2.中华人民共和国可再生能源法 3.加快发展循环经济,建设资源节约和环境友好型城市2007年行动规划 4.当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2001年度） 5.国家中长期科
12、学和技术发展规划纲要（二oo六二o二o年） 6.能源产业结构调整指导目录 7.产业结构调整指导目录(2005年本) 8.国民经济和社会发展第十个五年计划能源重点专项规划 9.可再生能源中长期规划 10.节能中长期专项规划 11.可再生能源产业发展指导目录 12.“十一五”国家高技术研究发展计划（863计划）申请指南 13.节约能源法 14.可再生能源与新能源国际科技合作计划六.可行性研究报告主要结论和主要经济指标（1）可研报告结论1.生产规模及产品方案本项目生产规模为600吨/年产量多晶硅，其中4OO吨为8N，200吨为6N。按上述生产规模，需60吨/年标准生产线10条，在设备调试完善后产量也
13、可逐步上升，达到700吨/年的量(即每月60吨)。本项目采用创新型“改良深低温硅烷法”，该法生产出的多晶硅纯度高，70%以上是8N产品，产品主要生产流程是将原料合成后进入硅烷反应塔再进行分离回流进入纯化器进行一次分离和二次分离，最后得出产品多晶硅。 2.厂址选择 纽约市景新太阳能源有限公司位于纽约市健康路城管大厦，厂址在纽约市居巢区民营经济园区向阳路南侧，南外环路以北、抱书河以南、安成路以东。 3.生产工艺和设备巢湖景新太阳能源有限公司采用的工艺为创新型“改良深低温硅烷法”,属国内首例,具有以下几个优点：原料采用硅合金粉，运输方便安全，该工艺厂地不受地域限制；该法产品多晶硅纯度高，70以上的8
14、N产品，可直接供给生产单晶硅厂使用，是国内外两个市场都属急需产品，在相当长时间内不愁没有销路；筹建速度快，由于生产线规模小，投资后半年内即可进入生产，拿出产品，及早进入市场；投资较低，可以一次规划多套生产线，根据资金的情况分批实施。本项目设备按主要设备进口为主，国产设备为辅，共需5吨/月产能的设备10套。4.原料、动力供应原料：原料主要是硅合金粉，硅合金粉的主要供应地有四川成都，江苏南京和河南安阳。原材料亦可通过国际贸易，直接从美国和日本等国家进口，择质择优自主优选供应。供气：本项目生产过程需要少量氮气，为确保生产中的安全，在停电状态下使用液氮冷却设备保持低温，各生产线备有一个液氮储罐，储量为
15、500KG。液氮罐可以从合肥采购，其质优价廉，可以满足项目需要。供电：巢湖供电属华东电网，电力资源充足。两条11万伏和1条22万伏变压变电线路经本市，在城郊凤凰山和放王岗均建有高压变电所，变配成10KV后输入，配备相关变配电设备，变成220V380V低压，就可供生产生活用电。供水：纽约市建有8万立方米/日规模的自来水厂，水源取自巢湖，净化处理后水质优，达到国家饮用水标准，符合生产用水要求，现该厂的主供水管道（DN400）已接至项目区，可满足项目用水500吨/月的需求。5.环境保护染源种类本项目为高新技术生产型，生产过程中存在工业污水、废气、粉尘、固体废弃物排放、噪声污染和少量氢气，对周边环境会
16、造成影响，主要有：工业污水：主要为施工泥浆水、设备油污、车辆冲洗水、施工人员生活污水等。废气：主要为排烟、车辆、燃油机械施工、生活营地炉灶等。噪声：主要为施工期间施工机械、施工活动、运输车辆造成的噪音。固体废弃物的污染源主要有建筑废料、生活垃圾。氢气：在生产过程中会有少量氢气排出。染源治理措施工业污水：在开工前完成工地排水和废水处理设施的建设，在生活营地设置污水处理系统，并配备临时的生活污水汇集设施，防止污水直接排入天然河流内；保证工地排水和废水处理设施在整个施工过程的有效性，做到现场无积水、排水不外溢、不堵塞、水质达标。废气：严禁在施工现场焚烧任何废弃物和会产生有毒有害气体、烟尘、臭气的物质
17、等。对易产生粉尘、扬尘的作业过程，制定操作规程和洒水降尘制度，保持湿度、控制扬尘。噪声：设备选型优先考虑低噪声产品，采用低噪音的施工工艺和方法。固体废弃物：剩余料具、包装及时回收、清退。对可再利用的废弃物尽量回收利用。对于固定废弃物每天进行清理，并运输至集中地点，然后定期清运至指定地点。氢气：设置良好的排风装置，车间应该加专门排风机，将排风口接上出气口，出气口接尾气回收管道，将排出的氢气集中回收入储气罐，浓缩分离出高浓度氢气，对外销售；通风用的通风要和电动机应为防爆式，并应直接连接；所使用的工具严禁粘有油污，防止发生爆炸事故。6.劳动定员及劳动力来源劳动定员：项目总定员343名，其中行管服务人
18、员30名，技术人员58名，生产工人240人，其他服务人员15人。生产工人按岗定员，服务工人按需定员，行政管理人员按公司职能和运营需求设立行政管理、财务、销售、采购、技术及办事人员，本着需要和精简的原则配置人员。劳动力来源：主要管理行政人员从集团公司选派，主要核心技术人员在国内相关科研院所、大专院校特聘，一般技术人员按专业在省内外招聘。生产人员、后勤人员就地招收下岗工人、城市待业人员和农村富余劳动力。生产人员需经过培训才可上岗。7.项目实施进度 项目建设期18个月，项目批准开工后，积极落实项目建设资金，并按建设程序立即开工，土建约13个月，4个月设备安装调试。（2）项目总投资及主要技术经济指标主
19、要技术指标序号指 标 名 称单 位数 量1生产规模吨/年6002装机容量KVA5003年电耗量万Kwh4324年用水量万m3/h055厂区占地面积亩2006建筑总面积m2514707总投资万元276818固定资产投资万元266819铺底流动资金万元100010全厂定员人34311劳动生产率万元/人年30312达产年销售收入万元10400013达产年总成本万元3658114达产年销售税金万元1581215达产年销售利润万元5160716投资利润率%186.4417投资利税率%290.1718销售利润率%49.6219销售利税率%77.2320所得税后财务内部收益率（i=10%）%80.3521税
20、后累计财务净现值（i=10%）万元11868822税后投资回收期（含建设期）年2.72第二章 项目背景及建设必要性一.项目提出背景1.硅及硅资源概述硅：硅gu（台湾、香港称矽x）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.09，有无定形和晶体两种同素异形体，同素异形体有无定形硅和结晶硅。属于元素周期表上IVA族的类金属元素。 人们早在远古时代便和硅的化合物打交道。但是，纯净的硅直到1811年才第一次被制得。1822年，瑞典化学家贝采里乌斯用金属钾还原四氟化硅，得到了单质硅。到1823年，硅才被确定为化学元素。 粉末状的纯硅，是棕褐色的，在空气中可燃烧变成二氧化硅
21、。无定形硅为黑色，密度2.4gcm3，熔点1420，沸点2355。如果把粉末状硅溶解在熔化了的金属（如锌、镁、银）中，慢慢冷却，可制得以完整的八面体析出的结晶硅。结晶硅具有钢灰色的金属光泽，熔点为1414，具有显著的导电性。纯净的结晶硅（含硅量达99.9999%以上），是现在最重要的半导体材料之一，与锗Ge齐名。晶体结构：晶胞为面心立方晶胞。晶体硅属于原子晶体，硬而有光泽，有半导体性质。硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于制造合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在地壳中的含
22、量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础，那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。硅在地壳中的丰度为27.7%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2，占地壳总质量的87%。硅的主要用途：高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型和p型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。 金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结，制成
23、金属陶瓷复合材料，它耐高温，富韧性，可以切割，既继承了金属和陶瓷的各自的优点，又弥补了两者的先天缺陷。可应用于军事武器的制造，第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时磨擦产生的高温，全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。 光导纤维通信，最新的现代通信手段。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维，激光在玻璃纤维的通路里，无数次的全反射向前传输，代替了笨重的电缆。光纤通信容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维，可以同时传输256路电话，它还不受电、磁干扰，不怕窃听，具有高度的保密性。光纤通信将会使21世纪人类的生活发生革命性巨变。 性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。
24、在地下铁道四壁喷涂有机硅，可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表，涂一层薄薄的有机硅塑料，可以防止青苔滋生，抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑，便是经过有机硅塑料处理表面的，因此永远洁白、清新。 硅橡胶具有良好的绝缘改组，长期不龟裂、不老化，没有毒性，还可以作为医用高分子材料。 硅油，是一种很好的润滑剂，由于它的粘度受温度变化的影响小，流动性好，蒸气压低，在高温或寒冷的环境中都能使用。硅元素进入有机世界，将它优异的无机性质揉进有机物里，使有机硅化合物别具一格，开辟了新的领域。硅资源：硅（Si）是地球上含量很丰富的元素，在表层占第二位（25.8%）,仅次于占第一位（49.
25、5%）氧（0）元素。硅资源是指水晶、脉石英、石英砾石（砾石型石英）、天然硅砂等，属非金属矿藏，主要化学成份为SiO2，在自然界蕴藏丰富。但世界硅资源（水晶、石英、天然硅砂等）分布极不平衡。据资料记载，巴西较为丰富，次之为马达加斯加和危地马拉。美国、加拿大、苏联、法国、意大利、印度、澳大利亚、土耳其、缅甸等30多个国家和地区有少量资源。巴西资源总量以及近几十年来的产量和出口量均占世界首位。由于水晶、石英的深加工产品自第二次世界大战开始被用在军事设备上，1948年美国贝尔电话研究所三位学者发明半导体，制成半导体收音机以后，紧接着半导体电台相继问世等等，水晶、石英已成为一种战略性物资，因此它的世界各
26、国产量就难以统计，所以，水晶、石英矿产的世界总储量和年产量均是估算数或未知数。 我国的水晶、石英、天然硅砂除上海、天津市以外，其它省、市、自治区均有产出。质量较好的广东、广西、青海、福建、云南、四川、黑龙江等省区；质量最好的有海南、江苏。江苏省水晶、脉石英的主要产地是东海县。东海县天然水晶和脉石英储量丰富，据江苏省地质六队预测：SiO2含量高达99.9983%,质量、储量位居全国之首。 东海县水晶、脉石英的开采历史悠久，1958年房山镇柘塘村，开采单晶重3.5吨“水晶王”、1982年驼峰乡南榴村开采单晶重2.1吨（均存放在北京中国地质博物馆），引起国内外普遍重视。据地质部水晶管理处多年统计数据
27、证实，东海县水晶收购量占全国水晶产量的50%以上，毛泽东主席的水晶棺原料为东海提供，东海县是著名的“水晶之乡”。 2.多晶硅概述多晶硅polycrystalline silicon多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。多晶硅可作拉制单晶硅的原料。性质：灰色金属光泽。密度2.32-2.34。熔点1410。沸点2355。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800以上即有延性，1300时显出明显变形。常温下不
28、活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影响其导电性。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化，再经冷凝、精馏、还原而得。3.世界能源发展趋势能源资源按其性质可分为可再生能源资源和非可再生能源资源。近年来，在世界能源消费构成中，占能耗比重最大的是石油，其次是煤和天然气，这些都是非可再生能源资源。若按非可再生矿物能源耗用量的啬率推算，已探明的石油储量将于2010-2035年耗掉80；而天然气
29、和煤，从现在算起：天然气只能再用40-80年，煤可再用200-300年。并且，由于人类目前的认识和技术水平的局限性等原因，人类对地壳的钻探深度只有1万米左右，仅占整个地球体积比重不到2，同时，矿物能源的燃烧还会污染环境，造成环境的污染。因此，一方面要节约使用矿物能源，以延长使用期，加强勘探深层和海底的矿物能源，扩大开采储量，提高认识水平和技术水平，合理释放物能源，减轻其污染程度；另一方面，要扩大可再生的无污染的常规能源的使用，开辟新能源。十九世纪起的工业革命，蒸汽机的应用。煤是人类生产，生活的重要能源。随着工业的发展，对能源的需求与日俱增，二十世纪石油的大量开发，扩大了能源来源，但还是不能满足
30、人类人口增长以及生产发展的需要。二十世纪的石油危机使人们认识到能源对一个国家的发展以及生存的重要。据专家估计，地球上石油资源以目前的使用速度，仅仅能维持50年。而煤的开采，在200年后也将枯竭。人们都在急切地寻找新的能源，如核能、水利发电、风能、太阳能。其中核能的利用，由于资源的缺乏，以及开采铀矿对环境的污染，操作技术的难度，核废料的掩埋、难免有核泄漏的危险，这些都会影响到子孙后代的健康安全。美国、德国已提出不再发展核能。风能的利用，也受到地域的限制。水利发电，虽是绿色能源，但可利用资源缺少。发展的空间有限，人们已注意到直接利用太阳能电池将资源无限，清洁干净的太阳能辐射能源转换为电能的太阳能光
31、伏发电是取之不尽、用之不竭的绿色能源。更由于太阳能发电，无污染，安全可靠。不受地域限制，运作平稳，无须架设长距离的输电线路。可在用电点就近安装，一次投入后，维护费用小，常年收益。这些优点是其他能源不能相比的。随着世界经济的发展，社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，特别是各国工业的加速发展，能源需求急速上升，石油资源逐步枯竭，尤其近几年来石油价格的一再上涨，能源的危机感，迫使人们认识到可再生资源是满足人类社会可持续发展需要的最终选择。正是现在起，可再生能源的加大发展，将逐步成为重要的能源。而太阳能发电在可再生能源中，占有重要的地位。专家预测在二十一世纪初的二十年内，可再生的替代能源，将挑战
32、传统化石能源。风能、太阳能、地能、生物能、水利能，将占全部能源的20，成为人类的基础能源。而替代能源中发展最快的将是太阳能发电，今后10年将以30以上的速度增长。成为世界上发展最快的产业之一，而支持太阳能发电发展的是多晶硅产业。4.太阳能利用历史和现状早在1839年，法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。太阳电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应，就是当物
33、体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。即当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压，使PN结短路，就会产生电流。太阳光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。时下，人们通常所说太阳光发电就是太阳能光伏发电，亦称太阳能电池发电。从上世纪70年代中期开始了地面用太阳电池商品化以来，晶体硅就作为基本的电池材料占据着统治地位。以晶体硅材料制备的太阳能电池
34、主要包括：单晶硅太阳电池，铸造多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池和薄膜晶体硅电池。单晶硅电池具有电池转换效率高，稳定性好，但是成本较高；非晶硅太阳电池则具有生产效率高，成本低廉，但是转换效率较低，而且效率衰减得比较快；铸造多晶硅太阳能电池则具有稳定的转换的效率，而且性能价格比最高；薄膜晶体硅太阳能电池则现在还只能处在研发阶段。硅系列太阳能电池中，单晶硅和多晶硅电池继续占据光伏市场的主导地位，单晶硅和多晶硅的比例已超过80%，而这一发展趋势还在继续增长。随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能作为理想的可再生能源受到了许多国家的重视。目前太阳能电池的种类不断增多、应用范围日
35、益广阔、市场规模逐步扩大。世界光伏组件在过去15年平均增长率约15%。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%13%提高到13%15%，生产规模从15兆瓦/年发展到525兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。近几年，全世界太阳能电池的生产量平均每年增长近40%，2004年全世界生产总量更达1000兆瓦。发展中国家印度处于领先地位，目前有50多家公司从事与光伏发电技术有关的制造业，其中有6个太阳电池制造厂和12个组件生产厂，年生产组件11兆瓦，累计装机容量约40兆瓦。本世纪以来，一些发达国家纷纷
36、制定了发展包括太阳能电池在内的可再生能源计划。太阳能电池的研究和生产在欧洲、美洲、亚洲大规模铺开。美国和日本为争夺世界光伏市场的霸主地位，争相出台太阳能技术的研究开发计划，如到2010年，美国计划累积安装4600兆瓦(含百万屋顶计划);日本计划累计安装5000兆瓦(NEDO日本新阳光计划)。我国自1958年起开始研究太阳能电池，1971年首次应用于我国发射的东方红二号卫星上，1973年应用于地面港航标灯上，在80年代，以前都处于雏形，由于生产成本高，价格昂贵，市场发展缓慢，产品用于功率小的一些特殊行业。如航标、铁路、高山气象站的通讯用电，以后逐步扩展到微波中继站用电，部队（海岛、边境）通讯，边
37、远无电农村用电等多个领域。进入二十一世纪以来，我国光伏研究和太阳能光伏电池产业，有了很大的发展。2000年我国太阳能光伏电池产量为3MW，到2003年达到了101.5MW。2004年太阳能光伏电池的产量超过印度。2005年是我国可再生能源发展史上最有重大影响的一年，2005年2月28日，第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过中华人民共和国可再生能源法，促进了包括太阳能在内可再生能源的发展。2005年我国太阳能光伏电池产业发展速度达到43%。5.国际多晶硅生产现状多晶硅生产的国外现状国外多晶硅生产技术一直由美、日、德三国的七家公司垄断着，各公司都有各自的技术秘密和特点，发展了不同的生产
38、工艺，其中以改良西门子法生产工艺为主，其他有硅烷热分解法生产棒装多晶硅和粉状多晶硅工艺各具特色。2003年世界多晶硅总产量为23150吨，其中用于太阳能电池的多晶硅为6800吨，占总产量的29.4，世界上多晶硅产能于产量表如下：单位：吨企业名称国别产能实际产量占世界总产能比例20002001200220032004哈姆洛克美70004600430051005300700024.3先进硅美2600260025001900215024009.02MEMC美2700100010001500150015009.38三菱硅美12008008001000100012004.17SGS先进硅日2200-15
39、0190022007.63德山曹达日48002600330036004000480016.67三菱多晶硅日1600145012001400140016005.55住友日7006305507007007002.43瓦克电子德50003700300042004200460017.36MEMC意1000100010001000100010003.47合计2880018380176502035023150270001002004年世界多晶硅总产量为27000吨，较2003年增长16.63%，为加速太阳能发电，世界各国都在加大发展力度，太阳能电池的产量将以30%以上的速度在增加。2003年太阳能电池的产
40、量为744MWMW，太阳能多晶硅需求量8700t/a以上，2004年世界太阳能电池产量达到1200MW，太阳能级多晶硅需求量达到15000吨以上。尽管目前世界上晶硅总产量达到3万多吨左右，但大部分品质高的都用于深加工成单晶硅，用于IT行业。因此随着太阳能发电的高速发展，制造太阳能芯片的原料多晶硅供不应求。作为半导体、太阳能电池的重要原材料的多晶硅产品，目前世界市场供应紧张。特别是以欧洲为中心的太阳能电池市场的迅速扩大、普及，更使得多晶硅的供应雪上加霜。 国际上98以上的光伏电池是利用高纯多晶体硅制成。近年来，由于光伏产业迅速发展，多晶硅原材料紧缺，原材料价格持续上涨，从2001年的每千克25-
41、40美元上升至2006年的200美元，致使我国光伏发电成本由每度1.5元升至4元，多晶硅已成为制约整个光伏产业的瓶颈。 6.我国多晶硅生产现状多年来，世界多晶硅的先进生产技术一直掌握在美、日、德、意等国的七家公司手中，形成技术封锁，市场垄断。2005年全世界主要多晶硅公司总产量为29100吨，其中半导体级(EG)20600吨，太阳能级(SG)8500吨。而太阳能级多晶硅的实际需求量为14500吨，严重供不应求。我国多晶硅工业起起步较早，五十年代已设立研究所，六十年代中期已实现产业化。七十年代初，所谓电子工业中心论的时期，曾盲目发展多晶硅厂多达20多家，由于技术落后，环境污染严重，成本高。大部分
42、企业相继关门。到上世纪90年代只剩下几家，到本世纪初也只剩下两家，即峨眉半导体厂及洛阳单晶硅厂，他们的生产能力如下表： 单位：吨单位名称200220032004产能产量产能产量产能产量洛阳单晶硅厂28.325.828.328.328.3技术改造峨眉半导体厂100501006010070小计75.888.31002004年 ,国内多晶硅产量仅占世界产量的0.21%，产量存在着严重的缺口，无论生产单晶硅用，还是生产能光伏电池用，多晶硅基本上都需进口，长期以来受制于人。2006年，中国多晶硅的年生产能力为400吨，实际为300吨，仅够30MWP太阳电池的生产需求。而2006年，我国光伏电池产量为36
43、9.5MWP，即90以上的原材料依靠进口。 7.是当今可再生能源发展迫切任务多晶硅被用于制造硅片和太阳能光伏电池，随着半导体与太阳能产品的快速发展，多晶硅供不应求。2005年全球太阳能电池产量增长了47%，预计2006年增速更快，2007-2009年，全球多晶硅供应缺口每年将达9000吨左右，大约相当于目前全球产能的20%。特别是以欧洲为中心的太阳能电池市场的迅速扩大，更使得多晶硅的供应雪上加霜。中国集成电路和太阳能电池对多晶硅的需求快速增长，2005年集成电路产业需要电子级多晶硅约1000吨，太阳能电池需要多晶硅约1400吨；到2010年，中国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨，光伏级多
44、晶硅年需求量将达到约4200吨。而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95%以上多晶硅材料需要进口，供应长期受制于人，再加上价格的暴涨，已经危及到多晶硅下游众多企业的发展，成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题。中国恩菲工程技术有限公司硅材料副总工程师严大洲介绍说，为加快我国多晶硅具有自主产权的产业化技术研究，科技部、信息产业部和国家发改委目前已经出台了一系列支持产业发展的政策和措施，科学技术部设立了“十一五”科技支撑计划，重点开展改良西门子法生产过程中还原炉系统、氢化系统、尾气干法回收系统以及全过程自动化控制技术等关键技术和装备的研究；信息产业部也以电子信息产业发展基金的方式支持
45、了“太阳能电池用多晶硅材料研发及产业化项目”；国家发改委组织实施了“高纯硅材料高技术产业化重大专项”的高技术产业化示范工程，及时有效地推动了行业技术进步与产业化发展。二.项目建设必要性 1.是推动国家现代化建设的需要 能源是国民经济发展的重要基础之一，随着国民经济的发展，能源的缺口增大，能源安全及能源在国民经济中的地位越显突出。但我国是世界上少数几个能源结构以煤为主的国家之一，也是世界上最大的煤炭消费国，燃煤造成的环境污染日益突出。从我国目前能源生产及能源消费的实际状况出发，发展新能源及高效节能的技术及产品是保证我国可持续发展的重要举措。因此，大力发展新能源和可再生能源是我国未来的能源发展战略要求。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用(光伏发电)是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池