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1、单晶硅用氮化硅无氧坩埚的研究与开发项目可行性研究报告目 录一项目设立的背景和意义1二国内外研究现状和发展趋势5（一）国内外研究现状5（二）国内外发展趋势6三. 项目主要研究开发的内容、技术关键及主要创新点8（一）主要研究开发的内容8（二）技术关键点9（三）主要创新点10四. 项目的预期目标11（一）技术指标11（二）经济指标11（三）社会效益12（四）技术应用和产业化前景12（五）获取知识产权的情况13五. 项目的实施方案、技术路线、组织方式与课题分解14（一）实施方案14（二）工艺技术路线15（三）组织方式15（四）课题分解17六. 计划进度安排19七. 现有工作基础和条件20（一）公司概况
2、20（二）合作机构科研能力简介22（三）项目工作基础22八. 经费预算23（一）经费概算23（二）资金来源23一项目设立的背景和意义从2001到2010年的10年期间，全世界太阳电池的年产量保持着指数级的高速增长，平均年增长率为55.5%；最近5年的平均年增长率更是达到68%。2010年全球太阳电池产量为23.9GWp，其中中国大陆的产量为10.7GWp，占到总产量的44.7%。2010年全球太阳能光伏系统装机量为17.5GW，2011年装机量达23.5GW，同比增长34%。2011年中国的光伏系统装机量为2.6GW，比上一年增长300%，仅次于意大利、德国和美国，成为全球第四大光伏市场。上网
3、电价补贴政策的实施有效促进了中国光伏系统项目的增长，也迅速掀起了国内市场应用的崛起。目前，按太阳电池制备所需的材料来划分，光伏市场份额主要由晶体硅（直拉单晶、铸造多晶）、薄膜（非晶硅、CdTe、CIGS等）组成。其中，晶体硅一直占据着统治地位，大约80%的太阳电池是由晶体硅制得。直拉单晶硅具有唯一的晶向和较高的纯度，缺陷密度低，制得的太阳电池转化效率高，平均可达到18%左右，是目前光伏电池片的主要材料之一。但是，由于传统直拉单晶硅用坩埚材质为石英，经涂层处理后仅能一次性使用，石英坩埚在使用温度下软化需配合石墨坩埚同时使用（如图1-1所示）： 单晶炉外壳 导流筒 石英坩埚 石墨坩埚 加热器 电极
4、螺栓 坩埚托杆 上保温罩 中保温罩 坩埚托盘 下保温罩 图1-1 装入石英坩埚和石墨坩埚的单晶炉结构示意图这种方式不仅造成资源浪费，增加回收成本，同时增加了单晶硅生产成本，不利于单晶硅氧含量的降低和电池的转换效率的提升。因此，寻找一种新的材料，开发节能降耗的坩埚，以降低单晶硅生产成本、提高单晶硅片的品质与电池的转换效率是行业内研究和产业化关注的重点。氮化硅作为一种高温非氧化物材料，因其优异的性能已广泛应用于冶金、机械、化工、航空、医学工程等领域，但在半导体工业方面的应用仅限于制造开关电路基片、薄膜电容器、承受高温或温度剧变的电绝缘体等。 本项目通过引进全套先进设备并自主研发生产工艺，制备高纯度
5、大尺寸硅晶用氮化硅无氧坩埚，突破目前已有的氮化硅坩埚尺寸及纯度，开发其在太阳能硅晶领域的全新应用；该无氧坩埚可重复多次使用，避免石英坩埚一次性使用造成的资源浪费，且其耐高温性能优越，无氧坩埚可以同时起到石英坩埚和石墨坩埚的双重作用，无需配合石墨坩埚使用（如图1-2所示），可降低单晶硅棒的氧含量，提高太阳能电池转换效率，对单晶性能起到积极的作用。无氧坩埚的成功开发，将推动单晶硅制造产业的升级，意义十分重大。企业将借助其技术和资源优势，迅速实现氮化硅无氧坩埚新产品的市场推广，将引领光伏行业晶体生长的一场重大变革，其长远意义不可估量。单晶炉外壳 导流筒 无氧坩埚 加热器 电极螺栓 坩埚托杆 上保温罩
6、 中保温罩 坩埚托盘 下保温罩 图1-2 装入无氧坩埚的单晶炉结构示意图国家工信部发布的太阳能光伏产业“十二五”发展规划中发展重点的关键配套辅料方面，明确指出将“坩埚”国产化作为支持重点。此外，氮化硅无氧坩埚的制造作为新材料技术和产业之一，受到国家高度重视和支持，在国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）中把新材料技术列为八大前沿技术之一。新材料产业是浙江省最具特色的产业之一，浙江省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要(2011-2015年)和浙江省科学技术“十二五”发展规划都将新材料产业列为重点发展的领域之一。本项目同时符合浙江省“十二五”重大科技专项实施方案新材料技术专项
7、实施方案中专项实施的主要方向第2条：高性能结构材料领域：密封陶瓷、高性能窑具、低膨胀材料、蜂窝（多孔）陶瓷等新型陶瓷材料产业化技术。二国内外研究现状和发展趋势（一）国内外研究现状近期，随着半导体行业对低成本的不断追求和对氮化硅制品优异性能的深入研究，氮化硅无氧坩埚正逐渐被相关企业和研究单位纳入研究范围，目前氮化硅坩埚在国内处于研究实验阶段，手段也相对的欠缺。在国外，主要有日本和其他的欧洲企业研制了半导体用氮化硅坩埚，但在中国市场还处于空白阶段。从国内外对硅晶用无氧坩埚的研究中发现，一方面无氧坩埚的主要问题在于纯度还不够高，在太阳能单晶应用中仍需进一步提高其纯度；另一方面在于尺寸不够大，目前生产
8、的无氧坩埚主要都是小尺寸的，最大仅有10英寸大小，距离单晶用石英坩埚的最小坩埚尺寸规格16英寸、18英寸还有一定的差距，具体研究现状如下：1、国内无氧坩埚的研究现状大连新德隆特种陶瓷有限公司。该公司可以生产直径约为200mm左右的无氧坩埚用于多晶硅的铸锭；宁波华标特瓷采油设备有限公司。该公司可以生产直径分别为160mm气压型无氧坩埚和210mm左右的反应型无氧坩埚，反应型的抗热震性较差，无法多次使用；气压型的可以实现多次使用，但是还存在粘硅的现象；北京中财人工晶体有限公司。该公司目前只能生产直径约为150mm以内气压型无氧坩埚；上海耐苛特种陶瓷有限公司。该公司目前只能生产直径约为100mm以内
9、反应型无氧坩埚；上海硅酸盐研究所、清华大学和厦门大学跟一些公司合作也做了相应的研究工作，仍然局限在纯度和坩埚尺寸上。2、国外无氧坩埚的研究现状挪威克鲁辛股份公司提出可拆分的多晶硅铸锭用无氧坩埚；美国维苏维尤斯克鲁斯公司提出一体多晶硅铸锭用无氧坩埚，该坩埚具有氮化硅、二氧化硅和硅多层结构；REC斯坎沃佛股份有限公司提出可拆分半导体基多晶硅铸锭用无氧坩埚；挪威科技大学和挪威科技工业研究院联合开发了太阳能多晶硅铸锭用的无氧坩埚，该公司生产的氮化硅坩埚可以和硅锭轻松脱落；（二）国内外发展趋势由于能源危机的阴影日益增大，资源性矿产价格日益上扬，因此世界各国均在探索新的清洁能源的开发。在这样的大背景下，光
10、伏产业得以迅猛发展。自1990年以来，世界总的光伏模块的产量增长了50倍，而且在相当长的一段时间内，将保持很强劲的增长势头。近年世界光伏模块的增长趋势见图2-1。世界光伏模块的增长意味着太阳能电池的市场需求量越来越大，其中大约80%的太阳电池是由晶体硅制得，硅太阳能电池的主要材料为硅片，因此单晶硅棒制备用石英坩埚的需求量也将急剧增长，目前单晶用石英坩埚高纯原料受国外垄断，成本较高，为摆脱对国外石英砂的依赖，降低成本，避免石英坩埚仅能一次性使用造成的资源浪费，开发高性能单晶硅用替代坩埚成为发展的必然趋势。 图2-1世界九大机构对光伏装机容量预测近年来，国内光伏行业发展迅猛，硅晶体生长炉的拥有量还
11、在以年增长率30%的速度增长，到2011年达到4000台（套），单晶制备所需石英坩埚的市场容量估计可达数十亿元，氮化硅因其优异的高温性能成为单晶替代坩埚的首选材料，氮化硅无氧坩埚替代石英坩埚的开发应用不仅可以降低硅片的生产成本，而且可以提高产品质量，克服由于石英坩埚中的氧原子对单晶硅棒的氧施主效应的缺陷以及硼氧复合体存在所造成电池的光致衰减等固有缺点，目前单晶硅替代坩埚在国内外还处于研究实验阶段，存在很大的发展空间。随着使用新能源的呼声日益高涨，业内人士介绍，欧盟要求各成员国到2020年新能源占到全国能源应用的20%，未来欧洲光伏市场前景广阔。此外，印度、东南亚等国光伏市场都会保持继续增长的趋
12、势。光伏行业在国外市场发展一片大好的局面，启示我们要不断地完善和提高硅电池及硅片质量，降低生产成本，以占有更多的国际市场。三. 项目主要研究开发的内容、技术关键及主要创新点（一）主要研究开发的内容本项目研究开发内容包括氮化硅无氧坩埚组成材料的分析优选、工艺路线分析优选、设备选型及改造、各环节制备工艺开发、生产流程体系控制以及硅单晶制备领域的应用四个方面：1、坩埚组成材料的分析优选。自主研发无氧氮化硅坩埚成份配方、优选新型氮化硅制品添加剂，解决传统使用碱金属等常规氧化物添加剂对硅单晶的污染问题，满足光伏行业晶体硅制备的低污染要求，且对硅片质量起到积极的作用，可有效解决由于石英坩埚中的氧原子对单晶
13、硅棒的氧施主效应的缺陷问题。2、坩埚制备工艺路线分析优选与各环节制备工艺的开发。本项目优选冷等静压成型气压烧结工艺，其素坯体是由冷等静压成型设备获得，首先将几种高纯度原料按化学计量比配制后，于球磨混料机初步处理，进行造粒，改善原料颗粒的流动性，以利于在成型过程中获得均匀致密的大尺寸坩埚素坯体；坩埚素坯经表面处理、干燥后，进行气压烧结制备熟坯，为保障熟坯质量，在烧结之前要设计装炉工艺，制备匹配的素坯小件防止大尺寸氮化硅坩埚制品的变形；在烧结过程中，合理烧结工艺的开发设计是获得组织均匀、高致密度、高成品率熟坯的前提，对熟坯进行少量加工，获得具有精确尺寸的无氧坩埚制品；项目自主开发坩埚制备技术，设计
14、开发大尺寸薄壁坩埚成型、烧结工艺，突破传统氮化硅坩埚尺寸小的局限性，以满足硅单晶制备的使用。3、试制设备的选型改造与生产流程体系控制。为保障大尺寸氮化硅坩埚的制备，在设备选型之初，就要结合制品的结构设计选择尺寸合适、满足制备条件的设备型号，为保障氮化硅坩埚制品的高纯度，在制备的各环节都极力避免和减少任何污染的引入，对设备选材要求苛刻，要求对制品无污染或极少污染，在安全前提下我们对部分设备进行局部改造、试生产厂房按十万级洁净度设计，生产流程实施封闭式控制。4、氮化硅无氧坩埚应用于制备硅单晶的工艺开发。氮化硅无氧坩埚替代石英坩埚进行单晶硅棒拉制，坩埚材质的改变要求其单晶拉制工艺也要做出相应改变，以
15、满足光伏行业晶体硅生长工艺要求，制备出高质量硅棒，使其各项性能指标及部分性能指标均达到国际先进水平，实现“低成本高质量硅片”的目标。（二）技术关键点1、氮化硅无氧坩埚配方研制。传统高性能氮化硅制品使用的添加剂种类繁杂，而且传统添加剂的使用多不适合太阳能电池用单晶硅高纯度的要求，探索出与单晶硅不相反应的或坩埚制备后期能完全去除的添加剂将是整个技术的关键所在，这直接关系到该制品能否应用于硅单晶制备领域。2、开发氮化硅无氧坩埚的高纯度控制工艺。目前单晶硅的纯度在99.9999%以上，坩埚的选材纯度要求达到4N及以上，在制备的各环节都必须避免和减少任何污染的引入，为此，在生产工艺设计之初就要对各个环节
16、包括设备的选材改造、厂房十万级洁净度要求封闭式设计等都要进行严格的控制，以满足坩埚纯度的要求。3、开发大尺寸薄壁氮化硅无氧坩埚的冷等静压成型工艺。20寸薄壁型大尺寸氮化硅坩埚直径近560mm，等静压成型的配体尺寸必须达到700mm以上，素坯的成型非常困难，冷等静压成型工艺的开发将直接决定产品的成品率。4、开发大尺寸薄壁氮化硅无氧坩埚的烧结工艺。烧结过程中坩埚的体积收缩率高达20%以上，极易造成制品的变形和开裂，和成型工艺一样是决定产品成品率的关键，直接关系到成本的控制。5、使用氮化硅无氧坩埚制备硅单晶，开发相应的硅单晶拉制工艺。该应用技术的开发是确保无氧氮化硅坩埚制备出极低氧含量高品质单晶硅棒
17、的关键所在，以克服由于石英坩埚中的氧原子对单晶硅棒的氧施主效应的缺陷，以及硼氧复合体存在所造成电池的光致衰减等固有缺点。（三）主要创新点1、开发直径为20英寸的无氧坩埚，突破目前氮化硅坩埚制品的小尺寸限制。2、开发高纯度无氧坩埚，满足硅单晶制备对纯度的要求。3、该氮化硅无氧坩埚可重复30次使用，降低硅晶生产成本。4、替代石英坩埚应用于硅单晶制备。5、制备出极低氧含量的高品质单晶硅棒。四. 项目的预期目标（一）技术指标1）无氧坩埚尺寸为20英寸； 2）无氧坩埚常规使用寿命30次；3）纯度指标：无氧坩埚的总杂质含量100ppm；4）单晶硅棒氧含量：相同条件下，与石英坩埚相比，使用该无氧坩埚制备的单
18、晶硅棒氧含量降低20%；5）外观质量：无明显缺陷。（二）经济指标该项目一期投产后将形成年产288只无氧坩埚的规模，项目总投资2950万元，该氮化硅无氧坩埚常规使用寿命为30次， 288只氮化硅无氧坩埚相当于8640只石英坩埚和使用石英坩埚时需配备的144只石墨坩埚。无氧坩埚销售价格按30只同尺寸石英坩埚及0.5只石墨坩埚平均市场价格定位，则年销售收入约2200万元，毛利润1080万元，毛利率49%，税金为408万元。由于该项目具有较高的技术壁垒，未来3-5年内将会保持较高的利润率。详细预算见下表4-1：表4-1石英坩埚常规使用氮化硅坩埚常规使用（坩埚寿命30次）单晶炉数（台）坩埚用量（只/月/
19、炉）坩埚用量（只/月）坩埚规格/英寸某家单价（元/只）自产成本（元/只）自产坩埚用量（只/月）石墨坩埚节约费用（万元/月）经济效益 (万元/月)经济效益(万元/年)51 14720202,050 38,953 243690 1080 备注：1.某家单价指目前20寸石英坩埚平均市场单价；2.自产坩埚用量（按无氧坩埚可重复使用30次入算）；（三）社会效益传统太阳能硅晶用石英坩埚，经涂层处理后仅能一次性使用，石英坩埚在使用温度下软化需配合石墨坩埚同时使用，这不仅使一次性使用造成资源浪费，增加回收成本，同时使太阳能电池的生产成本居高不下，阻碍太阳能电池这一清洁能源应用的大幅度普及，本项目中提出的太阳能
20、用新型氮化硅坩埚不仅高温性能优异无需石墨坩埚配合，可重复多次使用，而且氮化硅坩埚作为无氧坩埚起到优化硅晶性能提高转换效率降低生产成本的双重作用；氮化硅坩埚导热系数为14.6529.31(RT)W/m, 单晶用石英坩埚的导热系数为1.427(RT) W/m，即氮化硅坩埚导热系数最高时可达石英坩埚的数十倍，使用无氧氮化硅坩埚替代石英坩埚用于硅单晶拉制，熔硅时间和随炉冷却时间都将大幅度降低，由此用电量也将随之减少；另外，氮化硅坩埚具有优异的高温性能尤其是抗热震性，这为实现连续拉晶投料提供了有效的性能保障，连续拉晶投料的实现不仅缩短单晶制备的周期，提高产量，而且避免了反复进行熔硅、降温开炉的工序，将使
21、得单晶制备的用电量进一步降低。当前，我国正在大力发展太阳能光伏产业，晶硅是太阳能光伏的重要基础材料。降低晶硅材料生产成本、优化硅晶性能、提高转换效率是光伏晶硅企业追求的目标。本项目成果的推广应用，将进一步推动光伏产业的转型升级，社会效益经济效益十分明显。（四）技术应用和产业化前景氮化硅陶瓷作为高温非氧化物陶瓷，因其优异的性能已广泛应用于冶金、机械、化工、航空、医学工程等领域， 在半导体方面的应仅限于制造开关电路基片、薄膜电容器、承受高温或温度剧变的电绝缘体等，在本项目中氮化硅陶瓷作为坩埚工业化用于太阳能硅晶领域还未见相关报告，本项目引进全套先进设备，通过自主开发工艺，制备高纯度大尺寸硅晶用氮化
22、硅坩埚，突破目前已有的氮化硅坩埚尺寸及纯度，开发其在太阳能硅晶领域的全新应用。在单晶制备过程中可重复多次使用且对单晶性能起到积极作用的无氧氮化硅坩埚一旦开发成功，将具有革命性的意义，其产业化前景十分乐观。（五）获取知识产权的情况本项目计划申请专利6项，申报省级新产品1个，企业技术标准1项。已申请专利4项，分别涉及氮化硅坩埚原料造粒技术，无氧氮化硅坩埚制备工艺技术和无氧氮化硅坩埚新产品等，详细如下：1、太阳能结晶硅用氮化硅复层结构坩埚，专利申请号为：201110383258.X；2、一种氮化硅坩埚用粉粒体的制备方法，专利申请号为：201110444658.X；3. 一种氮化硅坩埚及其制备方法，尚
23、处于申请阶段；4、一种新型硅晶氮化硅坩埚，尚处于申请阶段。五. 项目的实施方案、技术路线、组织方式与课题分解（一）实施方案本项目的实施分为以下六个阶段：第一步，单晶替代坩埚可行性调研及氮化硅坩埚工艺路线的确定。结合多次实验、理论分析确定合适的单晶替代坩埚材料，在硅单晶应用领域，分析该材料物化性能的最佳技术指标，以社会经济效益为前提，以获取最佳技术指标为目标，对无氧坩埚制备的工艺路线进行设计并完善，对使用过程中出现和可能出现的系列问题进行分析，并提出有效的解决方案。第二步，设备选型改造及其生产工艺设计。主要生产设备包括球磨、造粒、 成型、烧结设备，由于无氧坩埚应用领域的高纯度高性能的特殊要求，因
24、此工艺设计之初包括设备材质等都要严格要求。 第三步，建立试生产线并逐步完善生产工艺。进行试生产线厂房布局设计及施工设计，进行设备安装调试，并对原料处理、成型、烧结等各工艺环节进行试验并逐步完善其工艺。第四步，无氧坩埚在公司内部进行单晶拉制初试。 依据公司各厂各车间设备型号热场尺寸制定多种试验方案，对试用中存在的问题总结并提出对无氧坩埚的改进建议，由无氧坩埚项目组对单晶拉制环节中出现的问题进行头脑风暴分析，完善无氧坩埚的生产制备工艺。第五步，无氧坩埚在公司内部进行单晶拉制中试。初试成功后加大无氧坩埚在公司的使用量，并进行跟踪分析，收集使用信息，逐步稳定无氧坩埚生产工艺和拉晶工艺，使其最终替代石英
25、坩埚的使用，实现无氧坩埚由公司内部向外部市场的推广。第六步，产品实现产业化生产，项目竣工验收。（二）工艺技术路线原辅料按一定的化学计量比配制后经过前期球磨、造粒等处理形成具有高流动性的假颗粒，经装料填料工艺处理后进行成型制得坩埚素坯，对坩埚素坯进行检测及表面处理，采用设计的装炉工艺进行烧结获得坩埚熟坯，对坩埚熟坯进行二次表面处理获得无氧坩埚成品，其工艺技术路线如下图所示： 成品检验材料配制前期处理填料成型素坯表面处理Y 过程检验烧结熟坯二次表面处理机械粉碎球 磨包装入库N （三）组织方式（1）人才队伍及项目分工本项目团队由公司主要的负责人和研发人员组成，详见表5-1：表5-1 项目主要负责人及
26、研发人员表主要负责人及研发人员表姓名学历职务任务分工时间投入（月/年）*硕士技术研发资深副总裁项目负责人3*本科项目经理技术负责人12*本科高级工程师技术顾问3*大专高级工程师设备开发3*硕士高级工程师参与人12*硕士工程师参与人12*硕士工程师参与人12*硕士工程师参与人12*硕士工程师参与人12*本科高级工程师项目管理2项目负责人：*先生，*有限公司技术与研发资深副总裁，男，1967年出生，于1989年在浙江大学取得学士学位，之后取得浙江大学工商管理硕士学位。*先生曾先后在国内外多家知名企业担任高级工程师及总经理等要职。2009年2加入我公司并任技术研发副总裁一职，带领技术和研发团队，克服
27、种种困难，使得多晶硅片的转换效率从15.4%提升到目前的16.5%以上；单晶硅片的品质节节攀升，克服了氧含量和黑心片等严重质量问题；掺镓新产品的开发，克服了单晶硅片光致衰减的难题，抢占了掺镓硅片市场的先机；单多晶炉子的能耗下降达20%，并采取了双向切割等先进理念，硅片生长成本大幅度下降，为公司赢得竞争力。与此同时，培养了一批年轻的技术和研发人员。*先生，*有限公司，研究院项目研发经理，高级工程师，男，1980年出生，2003年7月毕业于陕西科技大学。2005年进入光伏行业，主要从事硅单晶技术的研发。2009年5月加入*有限公司，负责单晶生长技术，当年成功的完成了8寸单晶的规模量产（*公司是国内
28、8寸单晶最早规模化量产的公司），之后还成功的实施了降低单晶生产成本、提高单晶品质方案，使*的单晶成本做到国内最低水平，单晶品质也处于国内领先水平。 还承担了降低单晶能耗的项目，实现年节能2670万度电，为公司节能减排做出了巨大贡献。*先生，1962年出生，1982年毕业于浙江大学材料系，高级工程师，中国能源学会理事，中国生物医学工程学会浙江分会理事。现任中国科学院*研究所*工程中心副主任，曾主持完成省级重大项目三项，市重点项目多项：国家创新基金项目：与中科光电公司合作承担了“MCZ（磁场直拉）太阳能硅专用永磁场装置”国家中小企业技术创新基金项目；省以上重点项目主要有: 研制WQ222产品并获兵
29、器部三等奖、主持完成中科迈高“年产300吨高性能永磁产业化项目”（浙江省示范项目）、与*等企业合作的“高性价比太阳能硅片综合技术开发”项目（浙江省厅市会商项目）；市重点有：与浙江太阳谷公司合作的高效太阳能电池项目，中科光电的高效太阳能组件项目、系列太阳能充电包项目；在新能源高效节能领域拥有十七项专利技术，其中有：一种太阳能单晶硅制备用的磁场装置、太阳能车载冷风扇、太阳能环保树、太阳能组件快速铺设焊接台、一种户用低倍聚光光伏装置、太阳能移动电源拉杆箱、一种磁极间距可调的MCZ永磁场装置等。（四）课题分解本项目研究的内容贯穿氮化硅基材料的生产设备改造及生产工艺开发、材料结构性能与工艺优化以及产品配
30、方研发、材料性能测试等系列实验。目标是开发出针对太阳能单晶硅制造过程中使用的无氧坩埚这一新产品及其生产工艺，采用新的实验方法和分析理论，获得突破性的成果。项目研究内容可分为以下四部分，课题分解如下：第一部分：设计无氧坩埚成份及原料处理工艺1.自主研发无氧坩埚的原料配方，实现最佳高温性能，最低污染的基础上，达到最低的成本，确保其应用制备出极低氧含量高品质的单晶硅棒；2.研发最佳无氧坩埚原料处理技术方案和工艺路线，实现在最佳抗热震性，最低污染的基础上，达到最佳的效果；第二部分：无氧坩埚的素坯成型1.设计无氧坩埚素坯成型磨具；2.开发新型冷等静压压力介质使用工艺，获得最低污染，保证高纯度；3.开发大
31、尺寸薄壁素坯成型工艺，获得突破性成果；第三部分：无氧坩埚的熟坯制备1.设计无氧坩埚熟坯制备的装炉工艺，获得最低污染，保证高纯度，高成品率；2.开发大尺寸薄壁坩埚烧结工艺，获得突破性成果；3.设计坩埚微观结构组织，确保高使用寿命，获得最低使用成本；第四部分：使用氮化硅无氧坩埚制备硅单晶，开发相应的硅单晶拉制工艺1.晶体生长热场模拟，预测可能存在的应用问题提出解决方案；2.在公司单晶硅生产车间进行现场拉晶实验，分析解决应用问题，优化拉晶工艺，克服由于石英坩埚中的氧原子对单晶硅棒的氧施主效应的缺陷，以及硼氧复合体存在所造成电池的光致衰减等固有缺点；3.与中科院嘉兴物理工程中心合作进行产品相关工艺完善
32、及标准制定；六. 计划进度安排第一阶段（2011年10月-2011年11月）：单晶替代坩埚可行性调研及氮化硅坩埚工艺路线的确定；第二阶段（2011年12月-2012年11月）: 设备选型、设备安装调试及生产工艺设计与完善；第三阶段（2012年12月-2013年3月）: 无氧坩埚在公司进行单晶拉制初试；第四阶段（2013年4月-2013年7月）：无氧坩埚在公司进行单晶拉制中试；第五阶段（2013年8月-2013年10月）：产品实现产业化生产，项目竣工验收。七. 现有工作基础和条件（一）公司概况我公司成立于2005年6月，公司总投资71475万美元，注册资金32160万美元，拥有员工4800人，其
33、中具有大专以上学历的科技活动人员1550人，占员工总数的32.3%，具有博士、硕士学位的人员为84人，占员工总数的1.75%。占地面积为610亩，现已建厂房面积190000平方米。公司是集太阳能单晶硅棒、单晶硅片、多晶硅锭和多晶硅研发、生产和销售于一体的高新技术企业，是世界第三、中国第二的太阳能硅片制造商。公司目前拥有单晶炉306台、多晶炉216台、及进口的线切机154台、开方机等多台，太阳能硅片生产能力达到1900WM。2011年销售收入57.92亿元，实现利润2.3亿元。基于严格的管理体制和现代化的管理模式，公司顺利通过了ISO9001:2000国际质量保证体系的认证。成熟的研发体系、质量
34、管理体系、营销管理体系和售后服务系统，保证了公司为客户提供高品质的产品和专业化的服务。公司十分重视科技创新以及对企业发展的重要作用，公司每年投入研发经费占到公司销售收入的3以上，截止到2011年底，公司投入研发经费累计达6亿元。2006年公司投入大量资金成立了研发中心，该中心于2007年被认定为“市级企业技术中心”，于2009年10月被浙江省科技厅认定为“省级高新技术企业研究开发中心”，2011年被省科技厅批准为“太阳能硅片工程技术研究工程中心”和“浙江省光伏产业技术创新联盟”牵头单位。并于2009年被批准为浙江省工业行业龙头骨干企业和浙江省创新型示范企业。随着光伏行业严峻的市场竞争，光伏企业
35、想要生存就必须在技术和成本上占有优势，我公司为了在严峻的市场竞争环境中胜出，于2011年6月成立了企业研究院，投入1400万元建设了一幢研发大楼，研发大楼总面积5000平米，包括3000平米办公区域，1000平米的研发成果发布及展示厅以及1000平米的现代化实验中心，实验中心拥有价值8000万元的先进实验仪器和设备，包括Fe含量测试仪、扫描电子显微镜、多晶硅铸锭炉、傅里叶红外光谱仪、低温傅立叶红外测试仪、气相色谱仪等仪器等检测仪器和设备，为技术研发人员提供非常好的硬件设施。通过在技术上不断创新和研发团队的努力，已经取得了初步的成绩，现已拥有省级新产品8项，废碎硅料回收再利用、硅片切割等一系列专
36、利技术35项。多项研发项目和研制产品先后被列入“浙江省重大科技专项重点项目计划”、“浙江省循环经济项目计划”、“浙江省高新技术产业化项目”和“浙江省重点技术创新项目”等。公司自行研发产品“利用废碎硅片生产的高品质太阳能电池用单晶硅片”于2006年完成科技成果转化，并给公司带来了上亿元的经济效益，此产品被认定为“省级新产品”、“浙江省高新技术产品”。此外，此项科技成果被浙江省人民政府评定为“浙江省科学技术二等奖”殊荣。于2009年3月被认定为“国家级高新技术企业”。技术上的不断创新与进步，不仅给公司带来了诸多荣誉，也给公司创造了巨大的经济效益。（二）合作机构科研能力简介中国科学院*研究所*工程中
37、心成立于2005年11月，是中国科学院*研究所与嘉兴市人民政府及南湖区人民政府共同组建的创新平台机构, 工程中心以新能源、新材料为研究切入点，围绕新能源材料及其装备技术、太阳能发电及其储能系统等主要研究方向开展技术服务、项目中试孵化及产业化合作. 现有研发区面积2500平方米，中试孵化区面积1000平方米, 研发团队30人，其中博士3人，硕士6人。实验仪器设备600万元。（三）项目工作基础目前已完成新型无氧坩埚设备选型并正在采购进程之中，生产工艺设计也在逐步完善，专业化的生产设备和完善的工艺流程管控体系将确保无氧氮化硅坩埚的完美品质。随着研发实验室设备的逐渐完善，规模的逐渐扩大，专业的坩埚研发
38、实验室也将组建，完备的检测设备，科学的检测手段，完善的检测制度将为氮化硅坩埚提供强有力的质量保障。公司自从2005年成立至今，多年的单晶制备技术，已经形成一支技术雄厚、管理完善的技术研发队伍，彼此都有着丰富的单晶等实战经验和丰富的理论知识，以及在单晶设备、系列辅料和工艺等方面具有完善的单晶技术体系，对本项目在应用领域的顺利推广将起到积极的作用。八. 经费预算（一）经费概算项目总经费2950万元，研发活动直接消耗的材料、燃料和动力费1300万元，科研设备购置费1210万元，与研发活动相关的仪器设备折旧费160万元，与研发活动相关的论证、咨询、验收费用10万元 ，委托外单位合作开发费40万元，参与研发活动人员的工资、津贴和奖金等费用100万元，与研发活动相关的软件、专利权、非专利技术无形资产摊销费10万元，专门用于中间试验和产品试制的模具、工艺装备开发、测试化验加工等费用30万元，与研发活动相关的其他费用（含新产品设计费、新工艺规程制定费、差旅费、图书资料翻译费等）20万元，其他费用70万元。（二）资金来源项目总经费2950万元，由企业自筹和地方、部门配套补助。
