晶体硅太阳能电池组件生产线项目建议书221.docx
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晶体硅太阳能电池组件生产线项目建议书221
可再生能源有限公司
晶体硅太阳能电池组件（封装）生产线
项目建议书
2006年3月
前言：
项目介绍
太阳能发电，就是利用半导体材料的光生伏打效应，将太阳能转化成电能。
目前太阳能发电所用的太阳能电池片主要有以下几种：
单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓（GaAs）、多结层电池等，各种电池的转化效率（实验室水平）也几乎达到最佳状态，但由于制造过程过于复杂或原料特性限制，目前除了晶体硅太阳能电池能够实现大规模工业化生产，其他形式的电池的发展一直无法取得突破。
所以晶体硅电池将在未来很长的时期内主宰整个太阳能发电市场，其所占比重一直在95%以上。
本可研报告建议公司采用当今国内技术成熟、并符合行业发展方向的晶体硅太阳能电池组件封装作为投资项目。
一期规模可以设定设备生产能力在10MWp,实际生产选择在较低的年产7.5MWp，等生产销售完全走上正规再考虑兴建更大规模生产线，可以在3～5年内达到100MWp的生产能力。
第一章：
国内太阳能电池组件生产和市场需求
1.目前中国太阳能电池工业的现状
中国太阳能光伏发电地面应用的研究起始于上世纪70年代，到80年代全国陆续建立了云南半导体（单晶）、宁波太阳能（单晶）、开封太阳能（单晶）、秦皇岛华美（单晶）和哈尔滨克罗拉（合资、非晶）等五家电池（同时也做组件）生产企业，这些企业中开封、秦皇岛已彻底停产，哈尔滨主要针对非洲市场还有一些订单，宁波、云南都在积极谋求技术改造，增加设备，想要取得更大的发展。
到2001年，无锡尚德，投资1800万美金，在无锡迅速启动10MW多晶硅太阳能电池，并在02、03、04年继续追加投资使生产能力达到25MW，而组件封装能力已经达到甚至超过50MW，进入全球太阳能组件生产十强的行列，2005年底在美国纽约成功上市，在国际、国内行业界引起轰动。
可以说目前国内行业界，无锡尚德是设备最先进、技术力量最强、生产效益最好（之一）的太阳能企业！
同样在2001年，国家计委、河北保定市先后投资近3亿人民币，在保定兴建一条5MW多晶硅硅片、3MW电池和10MW以上的组件封装生产线，并先后在国内多家老厂聘请技术骨干，该项目已于2003年全部建成。
由于国际市场近年来条约式发展，国际上一些已制定法律支持可再生能源市场化发展的国家如德国、日本等对太阳电池组件有着很大的需求，因此从2004年下半年开始我国的组件主要供应出口，国内出现供应紧缺的局面。
由于国内也先后启动了国家光明工程和通电工程，太阳能封装企业呈现不断高速发展的态势，目前主要封装企业见下表：
表一：
国内晶体硅太阳能电池组件生产企业名录
企业名称
组件封装能力
电池片生产能力
上海太阳能科技
70MW
－
无锡尚德
50MW
25MW
上海超日
40MW
－
上海索赛斯
20MW
－
玉环阳光
30MW
－
山东力诺
30MW
－
宁波太阳能
20MW
5MW
西安佳阳
30MW
－
西藏华冠
10MW
云南半导体
10MW
5MW
保定英利
20MW
5MW
北京世华
10MW
－
张家港永能
20MW
－
上海交大泰阳
20MW
－
深圳能联
20MW
全部采购SHELL片
广东珈玮
20MW
全部采购AP片
其他
40MW
－
合计
460MW
40MW
2．国内太阳能电池组件需求状况及未来预测
按照政府已制定的发展方向和目标，中国农村电力建设、BIPV以及大型光伏沙漠电站的建设已经成为依次发展的重点。
其政府目标是：
2010年光伏发电达到500MW，2020年至少达到2000MW。
所谓全球性的能源危机和环境污染在中国表现得尤为突出，因为中国一不具有能源储藏优势、二是能源利用不高、三是所谓世界加工厂其实就是高能耗工业。
因此未来中国能源严重短缺将比西方发达国家提前至少十年以上。
政府及政策制定者不会无视这种现实。
所以虽然国内现在对太阳能发电（包括风能）的需求不稳定，也无法与西方国家相比，但真正最早的大市场，也许就在中国！
什么数量？
现在国内太阳能总装机容量约70MW，常规能源（火电、大水电、核能等）总装机约40万MW；到2010年，电力装机容量要求达到60万MW，其中太阳能占5%，则是3万MW（是目前全球太阳能总装机的10倍，这是全球过去30年发展的结果）；到2020年，电力总装机至少80万MW以上，太阳能占10%，则为8万MW（是目前全球太阳能总装机的20倍）。
2006年1月1日，中国可再生能源法已正式实施，光伏发电技术作为21世纪最有希望的替代能源一定会加快发展。
第二章:
国际市场太阳能行业生产现状和需求
1.国际上太阳能电池生产情况
随着国际太阳能市场的兴起，各大国际太阳能电池生产企业的年产能也在不断扩大，而且新的投资商纷纷加入太阳能电池工业的行列。
到2003年，世界上主要晶体硅太阳能电池生产厂家的情况见表二。
表二世界太阳能电池行业各生产厂商情况统计
公司名
国家
2003年产量（MW）
晶体硅种类
Sharp
日本
240
单晶和多晶
京瓷
日本
80
多晶
BPSOLAR
英国
55
单晶、多晶
Shell
德国
35
单晶
RWE
德国
30
带硅
ASTROPOWER1
美国
20
单晶
PHOTOWATT
法国
20
多晶
三洋
日本
15
单晶
Qcell
德国
30
多晶为主
三菱
日本
60
多晶
尚德
中国
10
多晶
茂迪
台湾
15
多晶
合计
610
注1：
美国ASTROPOWER于2004年4月正式申请破产，并由GE公司正式接手。
注2：
2003年全球电池实际销售量达到742MW，2004年预计将达到1000MW。
由于欧洲正式启动太阳能计划，欧洲太阳能企业正在进一步扩大产能，投资新的生产线，如RWE、Q-cell等的150MW计划，其他企业也纷纷有增产计划或设想。
2.国际市场需求的持续增长
太阳能工业在上世纪90年代，平均年增长速度超过30%。
而本世纪开始的头三年，太阳能电池产量就从1999年不足200MW发展到2003年的742MW，这种跳跃式发展将在未来30～50年将不断出现，而年增速将不会低于20%！
石油对能源的贡献整整花了100年,年青的光伏工业从今天到未来的重大贡献所需时间比石油要短得多。
总之，"太阳能将在21世纪取代原子能作为世界性能源，唯一的问题是在2030年实现，还是在2050年实现。
"--世界著名的太阳能专家施密特教授的论断颇耐人寻味。
第三章:
晶体硅太阳能电池组件的生产
1.技术条件
太阳能组件封装在整个太阳能发电工业链上属于技术最成熟、投资最少、建设周期最短的环节。
一般10MW生产线所需要的技术条件包括：
技术管理人员：
负责工艺、生产工人培训、质量控制，一般从事封装工业2～3年的生产线工程师可以胜任（一人）；
设备维护管理：
负责设备维护、修理、调准的工程师，有这方面经验、特别是本行业设备维护管理经验的工程师（一人）；
生产管理：
技术、设备、生产等全面管理，需有管理经验；
生产工人：
有本行业操作经验或电子行业生产线工作经验即可。
2．场地，见附件一
3．人员，见附件一
4．设备，见附件一
第四章:
投资、成本、市场竞争及投资回报分析
1.投资规模，见附件二
2.现时成本分析，见附件二
3.利润分析及投资回报，见附件二
附件一
年产10MW组件生产线设备配置
从八十年代中后期开始，中国开始出现太阳能组件生产工业，国内光伏界也就开始了从电池生产到组件封装等设备的国产化研究。
时至今日，采用国产设备进行组件封装已是建设封装厂最经济的投资方案。
本文就采用国产设备建设一条年产10MW组件生产线的相关设备配置、人员安排等作一简单论述。
一、组件封装工艺流程图
组件生产工艺流程图如下：
二、封装设备
从上述工艺流程图，我们可以清楚地知道，对于一条完整的组件封装生产线，应该配置如下设备：
1、电池片激光切割机：
用于将标准的电池片（目前国际上主要的电池片尺寸有100*100mm或103*103mm、125*125mm、150*150mm或155*155mm或156*156mm）切割成各种不同尺寸，以便封装出客户所需要的功率或尺寸有要求的组件；
2、单片分检仪：
由于采购来的电池片的效率并不一致（一般要求是±3%，则上下有6%的偏差，而切割片的效率偏差就更大，经验表明切割片偏差15%以上都经常遇到），因此在电池片投料前必须经过分检！
3、组件初测台：
经过串并接并已叠放好的组件中间品必须经过初测证明前道所有工序操作正常才能正式进入层压机进行层压、固化！
4、组件层压机：
组件中间品经过层压（抽真空、加热），目前国产层压机能够完成层压工艺要求；
5、固化炉：
用于组件层压后的固化，本文建议直接在层压机中完成固化；
6、组件测试台：
固化完成后的组件必须经过测试，确实达到客户要求的功率时才能正式入库、出库！
7、铝合金加工设备：
包括切割机、台式钻孔机、简易铣床及简单的工装夹具等；
8、铝合金打框设备：
一般超过80W的组件（1200*526mm左右）用人工打框就显得吃力，且质量较差，因此建议配置气动打框设备；
9、其他：
生产工具、操作台、搬运设备、生产中间品放置支架、以及通排风设备等
三、10MW生产线设备明细表
年生产10MW组件，指年生合格的175W（采用效率14.5%尺寸156*156mm的电池48片封装）组件58，000块，如生产85W组件，则年产能在90，000块，其他需要切割的小组件，特别是10W、20W的组件，则产能大约在2~3MW就不错了。
一年以52周计，每周工作天数为5天，则每年工作日是260天，扣除其他节假日10天，则每年工作天数为250天，每天每班工作8小时。
10MW生产线设备明细表
序号
设备名称
数量（台/套）
价格（RMB：
万元）
备注
1
电池片切割机
1
1４
切割速度不低于80mm/sec
2
单片分检仪
1
15
3
组件初测台
2
0.5
自制
4
层压机
2
36
有效面积2000*1600mm
6
组件测试台
1
25
测试功率大于200W，测试面积大于2000*1000mm
7
固化炉
１
２
有效固化面积2000*1600mm
7
铝合金加工设备
1
3
含切割、钻孔和铣床及工装
8
气动打框设备
1
0.5
定制
9
操作台
20
1
长宽高2500*1000*800mm
10
搬运工具
1
1
11
其他
1
2
工具、支架、各种货品柜、以及电源柜、插座等
12
合计
100
说明：
1、上表一台层压机（有效工作面积为2000*1600mm），可一次层压2片175W组件，时间为15分钟（含进出料），则每天8小时可以生产64片，250天单台单班生产量就是16，000片，则两台层压机年单班产能为5.60MW。
要达到10MW的年产能应实行每日两班。
2、激光切割机：
由于小型组件的应用主要在太阳能应用系统，这类客户一次定货的数量一般在500片以下，如果生产周期定在5天，一台切割速度在80mm/sec的切割机，每天可以产出小片10000片（如10W组件），则两天就可切割完成，因此切割机准备一台就可以了。
3、单片分检仪，目前平均操作速度（含取片、测试、分放等个环节）为3秒/片，20片/分钟，则１５分钟分检的片数为20*１５=300片；根据层压机速度１５分钟4片组件，则需要4*48=192片，则单片分检仪需要的数量为1台即可，考虑备用在条件许可时可再配置一台。
4、组件初测台：
平均每片3分钟，则15分钟为5片，需要两台这样的设备。
5、组件测试台：
平均每片1.5分钟，则15分钟为10片，一台即可。
6、铝合金加工设备（切割、切割、钻孔和铣床及工装）：
每班一天8小时产能为150套。
7、气动打框设备：
平均每片组件的打框时间为5分钟，则需要一套。
8、固化炉：
大型组件固化时间为45分钟，进出料15分钟，则固化炉装载量要求达到一次20片以上，否则增设一台。
四、10MW生产线人员配置明细表
序号
工种名称
需要人数
任职要求
1
生产管理
1
本科，有生产管理经验
2
生产计划
1
大专以上，有生产计划、调度经验
3
采购
1
采购经验，会驾驶
4
单片切割
1
高中女、工作细致、有精细产品加工经验
5
单片分检
4
高中女、工作细致、有精细产品加工经验
6
单片焊接/串并
32
女、工作细致、有电子产品焊接经验
7
EVA/PTP裁剪
2
初中男，有体力，工作细致
8
组件初检
4
高中男，有体力，工作细致
9
组件层压、固化
8
高中男，有体力，工作细致，有设备简单维护经验
10
组件测试
2
高中男，有体力，工作细致，有设备简单维护经验
11
组件打框
4
高中男，有体力，工作细致
12
装接线盒
2
高中男，有体力，工作细致，有装配工作经验
13
质量控制
2
大专，工作细致，有质量控制工作经验
14
铝合金加工
8
高中男，有体力，工作细致，有金加工工作经验
15
打包入库（搬运）
4
初中男，有体力，工作细致
16
库房管理
1
高中，有体力，工作细致，有库房管理工作经验
17
设备管理
1
电气/机械设备维护保养经验
17
合计
78
注：
其中5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15为日晚两班
附件二、
10MW组件生产成本、投资及其回报
一、封装成本核算
采用48片156*156多晶太阳电池，效率14.5%（单片功率3.53W），组件功率175W，则封装
组件的成本核算如下：
该款组件的玻璃尺寸约为：
1300*975*3.2mm，组件尺寸为：
1320*990*50mm，纸箱包装
（每箱两片），则纸箱尺寸约为1400*1070*160mm；
则175W组件成本核算如下（币种USD）：
项目名称
计量单位
用量
计及损耗
单价
小计
备注
电池片
W
169.44
1.01
2.6
444.9494
钢化玻璃
m2
1.2675
1.01
16.5
21.12289
TPT
m2
1.2675
1.1
9.8
13.66365
10%边角料
EVA
m2
2.535
1.2
5.356875
16.29561
20%边角料
铝合金
kg
3.6
1.2
2.357025
10.18235
20%边角料
接线盒
只
1
1
6.42825
6.42825
镀锡带
kg
0.7
1.1
32.14125
24.74876
纸箱
m2
1.8932
1.05
9.106687523
18.10282
2块/箱
其他附材
0.8571
原材料小计
556.3509
3.179147839
人工
10.3425
电费
1.323
场地
1.40525
设备折旧
0.3749813
5年折旧
成本合计
569.7966
3.255980589
注：
1、
上述电池、玻璃、TPT直接按美圆价格
2、
其他材料国内采购，按汇率8.26退税13%推算至美圆价格
二、回报
年销售收入：
10,000,000*3.7=
37,000,000.00
美圆（目前组件价格为3.7~4.0USD/W）
本计算取低值，待取得各种认证如TUV、IEC、CE等则可以较高价格出售）
生产总成本为：
10,000,000*3.26=
32,559,805.89
美圆
毛利润：
收入-生产成本=
4,440,194.11
美圆（按4,440,000.00计算）
费用测算：
人工费：
生产配置78人，另有销售5人、公司管理（人事、财务、行政）5人共计88人，全年
平均月工资400.00USD,福利（含保险、及其他费用）160.00USD，则全年开支591,360.00美圆
电费：
两台层压机功率30KW，固化炉功率80KW，每天运行16小时，其他设施按20KW运行
8小时，则全年电费开支：
（30*2*16+80*16+20*8）*250*0.096=57,600.00美圆（已计入生产
成本，电费按0.90元人民币/度计算）
场地费：
按2000平方米，1元人民币每平方每天计算，则全年场地费为2000*0.11*365=
80300.00美圆（已计入成本）
销售费用：
含出差、招待、销售佣金、运输等，预算500,000.00美圆
其他杂费：
250,000美圆
则企业所得：
4440000-500000-250000=3,440,000.00美圆
扣除企业所得税33%，得税后纯利润：
3440000*（1-33%）=2,304,800.00美圆（可以通过
申请高科技、环保类企业减免这部分费用）。
三、投资及资金运用
本项目设备及辅助投资约100万元人民币，场地租用按月计算
则根据每月产量10MW/12=834KW，按生产成本计为834KW*3.26=2,718,840.00美圆，由于主
要材料保税入关，粗略计算资金用量为2,718,840*8.3=22,566,372.00元人民币
根据一个40尺货柜80KW计，每月834KW为11个货柜；实际操作每两个货柜一次发运，尽快
加速资金周转速度，力争资金在一个月完成一个循环。
因此，本项目如建设成功，需要运用资金约二千二百万元人民币，最初设备投资一百万元人民
币，其他资金根据生产销售情况陆续投入。
中文：
太阳能电池组件生产工艺
组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。
电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。
产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。
工艺流程如下：
1、电池检测——2、正面焊接—检验—3、背面串接—检验—4、敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）——5、层压——6、去毛边（去边、清洗）——7、装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）——8、焊接接线盒——9、高压测试——10、组件测试—外观检验—11、包装入库；
1.2工艺简介：
在这里只简单的介绍一下工艺的作用，给大家一个感性的认识，具体内容后面再详细介绍：
1、电池测试：
由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。
以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。
2、正面焊接：
是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。
焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。
焊带的长度约为电池边长的2倍。
多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。
（我们公司采用的是手工焊接）
3、背面串接：
背面焊接是将36片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有36个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将36片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。
4、层压敷设：
背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。
玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度。
敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。
（敷设层次：
由下向上：
玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维、背板）。
5、组件层压：
将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。
层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。
我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。
固化温度为150℃。
6、修边：
层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。
7、装框：
类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。
边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。
各边框间用角键连接。
8、焊接接线盒：
在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。
9、高压测试：
高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。
10、组件测试：
测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。
英文：
Solarcellmoduleproductionprocess
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