單晶硅用氮化硅無氧坩堝的研究與開發(fā)

1、單晶硅用氮化硅無氧坩堝的研究與開發(fā)項目可行性研究報告目 錄一項目設立的背景和意義1二國內外研究現狀和發(fā)展趨勢5（一）國內外研究現狀5（二）國內外發(fā)展趨勢6三. 項目主要研究開發(fā)的內容、技術關鍵及主要創(chuàng)新點8（一）主要研究開發(fā)的內容8（二）技術關鍵點9（三）主要創(chuàng)新點10四. 項目的預期目標11（一）技術指標11（二）經濟指標11（三）社會效益12（四）技術應用和產業(yè)化前景12（五）獲取知識產權的情況13五. 項目的實施方案、技術路線、組織方式與課題分解14（一）實施方案14（二）工藝技術路線15（三）組織方式15（四）課題分解17六. 計劃進度安排19七. 現有工作基礎和條件20（一）公司概況

2、20（二）合作機構科研能力簡介22（三）項目工作基礎22八. 經費預算23（一）經費概算23（二）資金來源23一項目設立的背景和意義從2001到2010年的10年期間，全世界太陽電池的年產量保持著指數級的高速增長，平均年增長率為55.5%；最近5年的平均年增長率更是達到68%。2010年全球太陽電池產量為23.9gwp，其中中國大陸的產量為10.7gwp，占到總產量的44.7%。2010年全球太陽能光伏系統裝機量為17.5gw，2011年裝機量達23.5gw，同比增長34%。2011年中國的光伏系統裝機量為2.6gw，比上一年增長300%，僅次于意大利、德國和美國，成為全球第四大光伏市場。上網

3、電價補貼政策的實施有效促進了中國光伏系統項目的增長，也迅速掀起了國內市場應用的崛起。目前，按太陽電池制備所需的材料來劃分，光伏市場份額主要由晶體硅（直拉單晶、鑄造多晶）、薄膜（非晶硅、cdte、cigs等）組成。其中，晶體硅一直占據著統治地位，大約80%的太陽電池是由晶體硅制得。直拉單晶硅具有唯一的晶向和較高的純度，缺陷密度低，制得的太陽電池轉化效率高，平均可達到18%左右，是目前光伏電池片的主要材料之一。但是，由于傳統直拉單晶硅用坩堝材質為石英，經涂層處理后僅能一次性使用，石英坩堝在使用溫度下軟化需配合石墨坩堝同時使用（如圖1-1所示）： 單晶爐外殼 導流筒 石英坩堝 石墨坩堝 加熱器 電極

4、螺栓 坩堝托桿 上保溫罩 中保溫罩 坩堝托盤 下保溫罩 圖1-1 裝入石英坩堝和石墨坩堝的單晶爐結構示意圖這種方式不僅造成資源浪費，增加回收成本，同時增加了單晶硅生產成本，不利于單晶硅氧含量的降低和電池的轉換效率的提升。因此，尋找一種新的材料，開發(fā)節(jié)能降耗的坩堝，以降低單晶硅生產成本、提高單晶硅片的品質與電池的轉換效率是行業(yè)內研究和產業(yè)化關注的重點。氮化硅作為一種高溫非氧化物材料，因其優(yōu)異的性能已廣泛應用于冶金、機械、化工、航空、醫(yī)學工程等領域，但在半導體工業(yè)方面的應用僅限于制造開關電路基片、薄膜電容器、承受高溫或溫度劇變的電絕緣體等。 本項目通過引進全套先進設備并自主研發(fā)生產工藝，制備高純度

5、大尺寸硅晶用氮化硅無氧坩堝，突破目前已有的氮化硅坩堝尺寸及純度，開發(fā)其在太陽能硅晶領域的全新應用；該無氧坩堝可重復多次使用，避免石英坩堝一次性使用造成的資源浪費，且其耐高溫性能優(yōu)越，無氧坩堝可以同時起到石英坩堝和石墨坩堝的雙重作用，無需配合石墨坩堝使用（如圖1-2所示），可降低單晶硅棒的氧含量，提高太陽能電池轉換效率，對單晶性能起到積極的作用。無氧坩堝的成功開發(fā)，將推動單晶硅制造產業(yè)的升級，意義十分重大。企業(yè)將借助其技術和資源優(yōu)勢，迅速實現氮化硅無氧坩堝新產品的市場推廣，將引領光伏行業(yè)晶體生長的一場重大變革，其長遠意義不可估量。單晶爐外殼 導流筒 無氧坩堝 加熱器 電極螺栓 坩堝托桿 上保溫罩

6、 中保溫罩 坩堝托盤 下保溫罩 圖1-2 裝入無氧坩堝的單晶爐結構示意圖國家工信部發(fā)布的太陽能光伏產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中發(fā)展重點的關鍵配套輔料方面，明確指出將“坩堝”國產化作為支持重點。此外，氮化硅無氧坩堝的制造作為新材料技術和產業(yè)之一，受到國家高度重視和支持，在國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）中把新材料技術列為八大前沿技術之一。新材料產業(yè)是浙江省最具特色的產業(yè)之一，浙江省國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要(2011-2015年)和浙江省科學技術“十二五”發(fā)展規(guī)劃都將新材料產業(yè)列為重點發(fā)展的領域之一。本項目同時符合浙江省“十二五”重大科技專項實施方案新材料技術專項

7、實施方案中專項實施的主要方向第2條：高性能結構材料領域：密封陶瓷、高性能窯具、低膨脹材料、蜂窩（多孔）陶瓷等新型陶瓷材料產業(yè)化技術。二國內外研究現狀和發(fā)展趨勢（一）國內外研究現狀近期，隨著半導體行業(yè)對低成本的不斷追求和對氮化硅制品優(yōu)異性能的深入研究，氮化硅無氧坩堝正逐漸被相關企業(yè)和研究單位納入研究范圍，目前氮化硅坩堝在國內處于研究實驗階段，手段也相對的欠缺。在國外，主要有日本和其他的歐洲企業(yè)研制了半導體用氮化硅坩堝，但在中國市場還處于空白階段。從國內外對硅晶用無氧坩堝的研究中發(fā)現，一方面無氧坩堝的主要問題在于純度還不夠高，在太陽能單晶應用中仍需進一步提高其純度；另一方面在于尺寸不夠大，目前生產

8、的無氧坩堝主要都是小尺寸的，最大僅有10英寸大小，距離單晶用石英坩堝的最小坩堝尺寸規(guī)格16英寸、18英寸還有一定的差距，具體研究現狀如下：1、國內無氧坩堝的研究現狀大連新德隆特種陶瓷有限公司。該公司可以生產直徑約為200mm左右的無氧坩堝用于多晶硅的鑄錠；寧波華標特瓷采油設備有限公司。該公司可以生產直徑分別為160mm氣壓型無氧坩堝和210mm左右的反應型無氧坩堝，反應型的抗熱震性較差，無法多次使用；氣壓型的可以實現多次使用，但是還存在粘硅的現象；北京中財人工晶體有限公司。該公司目前只能生產直徑約為150mm以內氣壓型無氧坩堝；上海耐苛特種陶瓷有限公司。該公司目前只能生產直徑約為100mm以內

9、反應型無氧坩堝；上海硅酸鹽研究所、清華大學和廈門大學跟一些公司合作也做了相應的研究工作，仍然局限在純度和坩堝尺寸上。2、國外無氧坩堝的研究現狀挪威克魯辛股份公司提出可拆分的多晶硅鑄錠用無氧坩堝；美國維蘇維尤斯克魯斯公司提出一體多晶硅鑄錠用無氧坩堝，該坩堝具有氮化硅、二氧化硅和硅多層結構；rec斯坎沃佛股份有限公司提出可拆分半導體基多晶硅鑄錠用無氧坩堝；挪威科技大學和挪威科技工業(yè)研究院聯合開發(fā)了太陽能多晶硅鑄錠用的無氧坩堝，該公司生產的氮化硅坩堝可以和硅錠輕松脫落；（二）國內外發(fā)展趨勢由于能源危機的陰影日益增大，資源性礦產價格日益上揚，因此世界各國均在探索新的清潔能源的開發(fā)。在這樣的大背景下，光

10、伏產業(yè)得以迅猛發(fā)展。自1990年以來，世界總的光伏模塊的產量增長了50倍，而且在相當長的一段時間內，將保持很強勁的增長勢頭。近年世界光伏模塊的增長趨勢見圖2-1。世界光伏模塊的增長意味著太陽能電池的市場需求量越來越大，其中大約80%的太陽電池是由晶體硅制得，硅太陽能電池的主要材料為硅片，因此單晶硅棒制備用石英坩堝的需求量也將急劇增長，目前單晶用石英坩堝高純原料受國外壟斷，成本較高，為擺脫對國外石英砂的依賴，降低成本，避免石英坩堝僅能一次性使用造成的資源浪費，開發(fā)高性能單晶硅用替代坩堝成為發(fā)展的必然趨勢。 圖2-1世界九大機構對光伏裝機容量預測近年來，國內光伏行業(yè)發(fā)展迅猛，硅晶體生長爐的擁有量還

11、在以年增長率30%的速度增長，到2011年達到4000臺（套），單晶制備所需石英坩堝的市場容量估計可達數十億元，氮化硅因其優(yōu)異的高溫性能成為單晶替代坩堝的首選材料，氮化硅無氧坩堝替代石英坩堝的開發(fā)應用不僅可以降低硅片的生產成本，而且可以提高產品質量，克服由于石英坩堝中的氧原子對單晶硅棒的氧施主效應的缺陷以及硼氧復合體存在所造成電池的光致衰減等固有缺點，目前單晶硅替代坩堝在國內外還處于研究實驗階段，存在很大的發(fā)展空間。隨著使用新能源的呼聲日益高漲，業(yè)內人士介紹，歐盟要求各成員國到2020年新能源占到全國能源應用的20%，未來歐洲光伏市場前景廣闊。此外，印度、東南亞等國光伏市場都會保持繼續(xù)增長的趨

12、勢。光伏行業(yè)在國外市場發(fā)展一片大好的局面，啟示我們要不斷地完善和提高硅電池及硅片質量，降低生產成本，以占有更多的國際市場。三. 項目主要研究開發(fā)的內容、技術關鍵及主要創(chuàng)新點（一）主要研究開發(fā)的內容本項目研究開發(fā)內容包括氮化硅無氧坩堝組成材料的分析優(yōu)選、工藝路線分析優(yōu)選、設備選型及改造、各環(huán)節(jié)制備工藝開發(fā)、生產流程體系控制以及硅單晶制備領域的應用四個方面：1、坩堝組成材料的分析優(yōu)選。自主研發(fā)無氧氮化硅坩堝成份配方、優(yōu)選新型氮化硅制品添加劑，解決傳統使用堿金屬等常規(guī)氧化物添加劑對硅單晶的污染問題，滿足光伏行業(yè)晶體硅制備的低污染要求，且對硅片質量起到積極的作用，可有效解決由于石英坩堝中的氧原子對單晶

13、硅棒的氧施主效應的缺陷問題。2、坩堝制備工藝路線分析優(yōu)選與各環(huán)節(jié)制備工藝的開發(fā)。本項目優(yōu)選冷等靜壓成型氣壓燒結工藝，其素坯體是由冷等靜壓成型設備獲得，首先將幾種高純度原料按化學計量比配制后，于球磨混料機初步處理，進行造粒，改善原料顆粒的流動性，以利于在成型過程中獲得均勻致密的大尺寸坩堝素坯體；坩堝素坯經表面處理、干燥后，進行氣壓燒結制備熟坯，為保障熟坯質量，在燒結之前要設計裝爐工藝，制備匹配的素坯小件防止大尺寸氮化硅坩堝制品的變形；在燒結過程中，合理燒結工藝的開發(fā)設計是獲得組織均勻、高致密度、高成品率熟坯的前提，對熟坯進行少量加工，獲得具有精確尺寸的無氧坩堝制品；項目自主開發(fā)坩堝制備技術，設計

14、開發(fā)大尺寸薄壁坩堝成型、燒結工藝，突破傳統氮化硅坩堝尺寸小的局限性，以滿足硅單晶制備的使用。3、試制設備的選型改造與生產流程體系控制。為保障大尺寸氮化硅坩堝的制備，在設備選型之初，就要結合制品的結構設計選擇尺寸合適、滿足制備條件的設備型號，為保障氮化硅坩堝制品的高純度，在制備的各環(huán)節(jié)都極力避免和減少任何污染的引入，對設備選材要求苛刻，要求對制品無污染或極少污染，在安全前提下我們對部分設備進行局部改造、試生產廠房按十萬級潔凈度設計，生產流程實施封閉式控制。4、氮化硅無氧坩堝應用于制備硅單晶的工藝開發(fā)。氮化硅無氧坩堝替代石英坩堝進行單晶硅棒拉制，坩堝材質的改變要求其單晶拉制工藝也要做出相應改變，以

15、滿足光伏行業(yè)晶體硅生長工藝要求，制備出高質量硅棒，使其各項性能指標及部分性能指標均達到國際先進水平，實現“低成本高質量硅片”的目標。（二）技術關鍵點1、氮化硅無氧坩堝配方研制。傳統高性能氮化硅制品使用的添加劑種類繁雜，而且傳統添加劑的使用多不適合太陽能電池用單晶硅高純度的要求，探索出與單晶硅不相反應的或坩堝制備后期能完全去除的添加劑將是整個技術的關鍵所在，這直接關系到該制品能否應用于硅單晶制備領域。2、開發(fā)氮化硅無氧坩堝的高純度控制工藝。目前單晶硅的純度在99.9999%以上，坩堝的選材純度要求達到4n及以上，在制備的各環(huán)節(jié)都必須避免和減少任何污染的引入，為此，在生產工藝設計之初就要對各個環(huán)節(jié)

16、包括設備的選材改造、廠房十萬級潔凈度要求封閉式設計等都要進行嚴格的控制，以滿足坩堝純度的要求。3、開發(fā)大尺寸薄壁氮化硅無氧坩堝的冷等靜壓成型工藝。20寸薄壁型大尺寸氮化硅坩堝直徑近560mm，等靜壓成型的配體尺寸必須達到700mm以上，素坯的成型非常困難，冷等靜壓成型工藝的開發(fā)將直接決定產品的成品率。4、開發(fā)大尺寸薄壁氮化硅無氧坩堝的燒結工藝。燒結過程中坩堝的體積收縮率高達20%以上，極易造成制品的變形和開裂，和成型工藝一樣是決定產品成品率的關鍵，直接關系到成本的控制。5、使用氮化硅無氧坩堝制備硅單晶，開發(fā)相應的硅單晶拉制工藝。該應用技術的開發(fā)是確保無氧氮化硅坩堝制備出極低氧含量高品質單晶硅棒

17、的關鍵所在，以克服由于石英坩堝中的氧原子對單晶硅棒的氧施主效應的缺陷，以及硼氧復合體存在所造成電池的光致衰減等固有缺點。（三）主要創(chuàng)新點1、開發(fā)直徑為20英寸的無氧坩堝，突破目前氮化硅坩堝制品的小尺寸限制。2、開發(fā)高純度無氧坩堝，滿足硅單晶制備對純度的要求。3、該氮化硅無氧坩堝可重復30次使用，降低硅晶生產成本。4、替代石英坩堝應用于硅單晶制備。5、制備出極低氧含量的高品質單晶硅棒。四. 項目的預期目標（一）技術指標1）無氧坩堝尺寸為20英寸； 2）無氧坩堝常規(guī)使用壽命30次；3）純度指標：無氧坩堝的總雜質含量100ppm；4）單晶硅棒氧含量：相同條件下，與石英坩堝相比，使用該無氧坩堝制備的單

18、晶硅棒氧含量降低20%；5）外觀質量：無明顯缺陷。（二）經濟指標該項目一期投產后將形成年產288只無氧坩堝的規(guī)模，項目總投資2950萬元，該氮化硅無氧坩堝常規(guī)使用壽命為30次， 288只氮化硅無氧坩堝相當于8640只石英坩堝和使用石英坩堝時需配備的144只石墨坩堝。無氧坩堝銷售價格按30只同尺寸石英坩堝及0.5只石墨坩堝平均市場價格定位，則年銷售收入約2200萬元，毛利潤1080萬元，毛利率49%，稅金為408萬元。由于該項目具有較高的技術壁壘，未來3-5年內將會保持較高的利潤率。詳細預算見下表4-1：表4-1石英坩堝常規(guī)使用氮化硅坩堝常規(guī)使用（坩堝壽命30次）單晶爐數（臺）坩堝用量（只/月/

19、爐）坩堝用量（只/月）坩堝規(guī)格/英寸某家單價（元/只）自產成本（元/只）自產坩堝用量（只/月）石墨坩堝節(jié)約費用（萬元/月）經濟效益 (萬元/月)經濟效益(萬元/年)51 14720202,050 38,953 243690 1080 備注：1.某家單價指目前20寸石英坩堝平均市場單價；2.自產坩堝用量（按無氧坩堝可重復使用30次入算）；（三）社會效益?zhèn)鹘y太陽能硅晶用石英坩堝，經涂層處理后僅能一次性使用，石英坩堝在使用溫度下軟化需配合石墨坩堝同時使用，這不僅使一次性使用造成資源浪費，增加回收成本，同時使太陽能電池的生產成本居高不下，阻礙太陽能電池這一清潔能源應用的大幅度普及，本項目中提出的太陽能

20、用新型氮化硅坩堝不僅高溫性能優(yōu)異無需石墨坩堝配合，可重復多次使用，而且氮化硅坩堝作為無氧坩堝起到優(yōu)化硅晶性能提高轉換效率降低生產成本的雙重作用；氮化硅坩堝導熱系數為14.6529.31(rt)w/m, 單晶用石英坩堝的導熱系數為1.427(rt) w/m，即氮化硅坩堝導熱系數最高時可達石英坩堝的數十倍，使用無氧氮化硅坩堝替代石英坩堝用于硅單晶拉制，熔硅時間和隨爐冷卻時間都將大幅度降低，由此用電量也將隨之減少；另外，氮化硅坩堝具有優(yōu)異的高溫性能尤其是抗熱震性，這為實現連續(xù)拉晶投料提供了有效的性能保障，連續(xù)拉晶投料的實現不僅縮短單晶制備的周期，提高產量，而且避免了反復進行熔硅、降溫開爐的工序，將使

21、得單晶制備的用電量進一步降低。當前，我國正在大力發(fā)展太陽能光伏產業(yè)，晶硅是太陽能光伏的重要基礎材料。降低晶硅材料生產成本、優(yōu)化硅晶性能、提高轉換效率是光伏晶硅企業(yè)追求的目標。本項目成果的推廣應用，將進一步推動光伏產業(yè)的轉型升級，社會效益經濟效益十分明顯。（四）技術應用和產業(yè)化前景氮化硅陶瓷作為高溫非氧化物陶瓷，因其優(yōu)異的性能已廣泛應用于冶金、機械、化工、航空、醫(yī)學工程等領域， 在半導體方面的應僅限于制造開關電路基片、薄膜電容器、承受高溫或溫度劇變的電絕緣體等，在本項目中氮化硅陶瓷作為坩堝工業(yè)化用于太陽能硅晶領域還未見相關報告，本項目引進全套先進設備，通過自主開發(fā)工藝，制備高純度大尺寸硅晶用氮化

22、硅坩堝，突破目前已有的氮化硅坩堝尺寸及純度，開發(fā)其在太陽能硅晶領域的全新應用。在單晶制備過程中可重復多次使用且對單晶性能起到積極作用的無氧氮化硅坩堝一旦開發(fā)成功，將具有革命性的意義，其產業(yè)化前景十分樂觀。（五）獲取知識產權的情況本項目計劃申請專利6項，申報省級新產品1個，企業(yè)技術標準1項。已申請專利4項，分別涉及氮化硅坩堝原料造粒技術，無氧氮化硅坩堝制備工藝技術和無氧氮化硅坩堝新產品等，詳細如下：1、太陽能結晶硅用氮化硅復層結構坩堝，專利申請?zhí)枮椋?01110383258.x；2、一種氮化硅坩堝用粉粒體的制備方法，專利申請?zhí)枮椋?01110444658.x；3. 一種氮化硅坩堝及其制備方法，尚

23、處于申請階段；4、一種新型硅晶氮化硅坩堝，尚處于申請階段。五. 項目的實施方案、技術路線、組織方式與課題分解（一）實施方案本項目的實施分為以下六個階段：第一步，單晶替代坩堝可行性調研及氮化硅坩堝工藝路線的確定。結合多次實驗、理論分析確定合適的單晶替代坩堝材料，在硅單晶應用領域，分析該材料物化性能的最佳技術指標，以社會經濟效益為前提，以獲取最佳技術指標為目標，對無氧坩堝制備的工藝路線進行設計并完善，對使用過程中出現和可能出現的系列問題進行分析，并提出有效的解決方案。第二步，設備選型改造及其生產工藝設計。主要生產設備包括球磨、造粒、 成型、燒結設備，由于無氧坩堝應用領域的高純度高性能的特殊要求，因

24、此工藝設計之初包括設備材質等都要嚴格要求。 第三步，建立試生產線并逐步完善生產工藝。進行試生產線廠房布局設計及施工設計，進行設備安裝調試，并對原料處理、成型、燒結等各工藝環(huán)節(jié)進行試驗并逐步完善其工藝。第四步，無氧坩堝在公司內部進行單晶拉制初試。 依據公司各廠各車間設備型號熱場尺寸制定多種試驗方案，對試用中存在的問題總結并提出對無氧坩堝的改進建議，由無氧坩堝項目組對單晶拉制環(huán)節(jié)中出現的問題進行頭腦風暴分析，完善無氧坩堝的生產制備工藝。第五步，無氧坩堝在公司內部進行單晶拉制中試。初試成功后加大無氧坩堝在公司的使用量，并進行跟蹤分析，收集使用信息，逐步穩(wěn)定無氧坩堝生產工藝和拉晶工藝，使其最終替代石英

25、坩堝的使用，實現無氧坩堝由公司內部向外部市場的推廣。第六步，產品實現產業(yè)化生產，項目竣工驗收。（二）工藝技術路線原輔料按一定的化學計量比配制后經過前期球磨、造粒等處理形成具有高流動性的假顆粒，經裝料填料工藝處理后進行成型制得坩堝素坯，對坩堝素坯進行檢測及表面處理，采用設計的裝爐工藝進行燒結獲得坩堝熟坯，對坩堝熟坯進行二次表面處理獲得無氧坩堝成品，其工藝技術路線如下圖所示： 成品檢驗材料配制前期處理填料成型素坯表面處理y 過程檢驗燒結熟坯二次表面處理機械粉碎球 磨包裝入庫n （三）組織方式（1）人才隊伍及項目分工本項目團隊由公司主要的負責人和研發(fā)人員組成，詳見表5-1：表5-1 項目主要負責人及

26、研發(fā)人員表主要負責人及研發(fā)人員表姓名學歷職務任務分工時間投入（月/年）*碩士技術研發(fā)資深副總裁項目負責人3*本科項目經理技術負責人12*本科高級工程師技術顧問3*大專高級工程師設備開發(fā)3*碩士高級工程師參與人12*碩士工程師參與人12*碩士工程師參與人12*碩士工程師參與人12*碩士工程師參與人12*本科高級工程師項目管理2項目負責人：*先生，*有限公司技術與研發(fā)資深副總裁，男，1967年出生，于1989年在浙江大學取得學士學位，之后取得浙江大學工商管理碩士學位。*先生曾先后在國內外多家知名企業(yè)擔任高級工程師及總經理等要職。2009年2加入我公司并任技術研發(fā)副總裁一職，帶領技術和研發(fā)團隊，克服

27、種種困難，使得多晶硅片的轉換效率從15.4%提升到目前的16.5%以上；單晶硅片的品質節(jié)節(jié)攀升，克服了氧含量和黑心片等嚴重質量問題；摻鎵新產品的開發(fā)，克服了單晶硅片光致衰減的難題，搶占了摻鎵硅片市場的先機；單多晶爐子的能耗下降達20%，并采取了雙向切割等先進理念，硅片生長成本大幅度下降，為公司贏得競爭力。與此同時，培養(yǎng)了一批年輕的技術和研發(fā)人員。*先生，*有限公司，研究院項目研發(fā)經理，高級工程師，男，1980年出生，2003年7月畢業(yè)于陜西科技大學。2005年進入光伏行業(yè)，主要從事硅單晶技術的研發(fā)。2009年5月加入*有限公司，負責單晶生長技術，當年成功的完成了8寸單晶的規(guī)模量產（*公司是國內

28、8寸單晶最早規(guī)?；慨a的公司），之后還成功的實施了降低單晶生產成本、提高單晶品質方案，使*的單晶成本做到國內最低水平，單晶品質也處于國內領先水平。 還承擔了降低單晶能耗的項目，實現年節(jié)能2670萬度電，為公司節(jié)能減排做出了巨大貢獻。*先生，1962年出生，1982年畢業(yè)于浙江大學材料系，高級工程師，中國能源學會理事，中國生物醫(yī)學工程學會浙江分會理事?，F任中國科學院*研究所*工程中心副主任，曾主持完成省級重大項目三項，市重點項目多項：國家創(chuàng)新基金項目：與中科光電公司合作承擔了“mcz（磁場直拉）太陽能硅專用永磁場裝置”國家中小企業(yè)技術創(chuàng)新基金項目；省以上重點項目主要有: 研制wq222產品并獲兵

29、器部三等獎、主持完成中科邁高“年產300噸高性能永磁產業(yè)化項目”（浙江省示范項目）、與*等企業(yè)合作的“高性價比太陽能硅片綜合技術開發(fā)”項目（浙江省廳市會商項目）；市重點有：與浙江太陽谷公司合作的高效太陽能電池項目，中科光電的高效太陽能組件項目、系列太陽能充電包項目；在新能源高效節(jié)能領域擁有十七項專利技術，其中有：一種太陽能單晶硅制備用的磁場裝置、太陽能車載冷風扇、太陽能環(huán)保樹、太陽能組件快速鋪設焊接臺、一種戶用低倍聚光光伏裝置、太陽能移動電源拉桿箱、一種磁極間距可調的mcz永磁場裝置等。（四）課題分解本項目研究的內容貫穿氮化硅基材料的生產設備改造及生產工藝開發(fā)、材料結構性能與工藝優(yōu)化以及產品配

30、方研發(fā)、材料性能測試等系列實驗。目標是開發(fā)出針對太陽能單晶硅制造過程中使用的無氧坩堝這一新產品及其生產工藝，采用新的實驗方法和分析理論，獲得突破性的成果。項目研究內容可分為以下四部分，課題分解如下：第一部分：設計無氧坩堝成份及原料處理工藝1.自主研發(fā)無氧坩堝的原料配方，實現最佳高溫性能，最低污染的基礎上，達到最低的成本，確保其應用制備出極低氧含量高品質的單晶硅棒；2.研發(fā)最佳無氧坩堝原料處理技術方案和工藝路線，實現在最佳抗熱震性，最低污染的基礎上，達到最佳的效果；第二部分：無氧坩堝的素坯成型1.設計無氧坩堝素坯成型磨具；2.開發(fā)新型冷等靜壓壓力介質使用工藝，獲得最低污染，保證高純度；3.開發(fā)大

31、尺寸薄壁素坯成型工藝，獲得突破性成果；第三部分：無氧坩堝的熟坯制備1.設計無氧坩堝熟坯制備的裝爐工藝，獲得最低污染，保證高純度，高成品率；2.開發(fā)大尺寸薄壁坩堝燒結工藝，獲得突破性成果；3.設計坩堝微觀結構組織，確保高使用壽命，獲得最低使用成本；第四部分：使用氮化硅無氧坩堝制備硅單晶，開發(fā)相應的硅單晶拉制工藝1.晶體生長熱場模擬，預測可能存在的應用問題提出解決方案；2.在公司單晶硅生產車間進行現場拉晶實驗，分析解決應用問題，優(yōu)化拉晶工藝，克服由于石英坩堝中的氧原子對單晶硅棒的氧施主效應的缺陷，以及硼氧復合體存在所造成電池的光致衰減等固有缺點；3.與中科院嘉興物理工程中心合作進行產品相關工藝完善

32、及標準制定；六. 計劃進度安排第一階段（2011年10月-2011年11月）：單晶替代坩堝可行性調研及氮化硅坩堝工藝路線的確定；第二階段（2011年12月-2012年11月）: 設備選型、設備安裝調試及生產工藝設計與完善；第三階段（2012年12月-2013年3月）: 無氧坩堝在公司進行單晶拉制初試；第四階段（2013年4月-2013年7月）：無氧坩堝在公司進行單晶拉制中試；第五階段（2013年8月-2013年10月）：產品實現產業(yè)化生產，項目竣工驗收。七. 現有工作基礎和條件（一）公司概況我公司成立于2005年6月，公司總投資71475萬美元，注冊資金32160萬美元，擁有員工4800人，其

33、中具有大專以上學歷的科技活動人員1550人，占員工總數的32.3%，具有博士、碩士學位的人員為84人，占員工總數的1.75%。占地面積為610畝，現已建廠房面積190000平方米。公司是集太陽能單晶硅棒、單晶硅片、多晶硅錠和多晶硅研發(fā)、生產和銷售于一體的高新技術企業(yè)，是世界第三、中國第二的太陽能硅片制造商。公司目前擁有單晶爐306臺、多晶爐216臺、及進口的線切機154臺、開方機等多臺，太陽能硅片生產能力達到1900wm。2011年銷售收入57.92億元，實現利潤2.3億元?；趪栏竦墓芾眢w制和現代化的管理模式，公司順利通過了iso9001:2000國際質量保證體系的認證。成熟的研發(fā)體系、質量

34、管理體系、營銷管理體系和售后服務系統，保證了公司為客戶提供高品質的產品和專業(yè)化的服務。公司十分重視科技創(chuàng)新以及對企業(yè)發(fā)展的重要作用，公司每年投入研發(fā)經費占到公司銷售收入的3以上，截止到2011年底，公司投入研發(fā)經費累計達6億元。2006年公司投入大量資金成立了研發(fā)中心，該中心于2007年被認定為“市級企業(yè)技術中心”，于2009年10月被浙江省科技廳認定為“省級高新技術企業(yè)研究開發(fā)中心”，2011年被省科技廳批準為“太陽能硅片工程技術研究工程中心”和“浙江省光伏產業(yè)技術創(chuàng)新聯盟”牽頭單位。并于2009年被批準為浙江省工業(yè)行業(yè)龍頭骨干企業(yè)和浙江省創(chuàng)新型示范企業(yè)。隨著光伏行業(yè)嚴峻的市場競爭，光伏企業(yè)想要生存就必須在技術和成本上占有優(yōu)勢，我公司為了在嚴峻的市場競爭環(huán)境中勝出，于2011年6月成立了企業(yè)研究院，投入1400萬元建設了一幢研發(fā)大樓，研發(fā)大樓總面積5000平米，包括3000平米辦公區(qū)域，1000平米的研發(fā)成果發(fā)布及展示廳以及1000平米的現代化實驗中心，實驗中心擁有價值8000萬元的先進實驗儀器和設備，包括fe含量測試儀、掃描電子顯微鏡、多晶硅鑄錠爐、傅里葉紅外光譜儀、低溫傅立葉紅外測試儀、氣相色譜儀等儀器等檢測儀器和設備，為技術研發(fā)人員