锗,镓下游项目

1、锗，镓的下游项目锗的下游1.光纤级四氯化锗项目（1）光纤级四氯化锗光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。一根透亮的玻璃状的大棒成为电缆行业的资本宠儿，它叫光纤预制棒，简称“光棒”。头发丝一样粗细的光纤就是用这种光纤预制棒拉制出来的，光纤的后道产品就是光缆。光棒是制造光纤的母材，而制造光棒产品是属于技术含量高，技术关联度强，投资规模大，市场前景广的项目。 随着我国宽带建设提速、光纤需求放量，再加上最近受地震影响日本预制棒出货将在较长时期内难以恢复到历史水平，中国光纤预制棒产业迎来了一个发展机遇。但是光纤核心技术光纤预制棒的发展却严重依赖进口，成为

2、了我国光纤事业发展的“瓶颈”。锗金属在光纤上有重要应用。光纤四氯化锗作为单模石英光纤的掺杂物，可用于光纤生产，主要用于发挥光纤掺杂作用和光纤转换作用，在通信光纤领域中的作用具有不可替代性。（2）四氯化锗市场现状分析1-1.需求：现在中国需求量大约2025吨/年；预计到2014年，中国的光纤产量数倍增长，光纤预制棒增速迅速，中国光纤级四氯化锗需求量达到50吨/年。光学纤维用四氯化锗产品在全国都有分布，以华北、华东、东北和中南为主，西南、西北部由于地域交通原因相对分布较少：目前中国国内光纤四氯化锗进口依赖度很大，主要有比利时Umicore，德国Evonik Degussa，美国等，价格比利时Umi

3、core的最贵，产品最好；德国Evonik Degussa，美国价格略低。1-2.生产：产品达标生产单位只有寥寥几家主要是北京国晶辉，还有云南锗业，驰宏锌锗等公司生产。目前国产光纤级四氯化锗产量约15吨，国内的生产商都面临供不应求的局面，产品质量有了很大改善，一部分（约10吨）用以满足本国需求，剩下部分出口满足国外采用OVD法光纤预制棒的工业。所以估算今年的光纤四氯化锗需求量一半（1015吨）依赖进口。（3）光纤级四氯化锗制作方法：将体积比为0.25-2.0：1的盐酸和四氯化锗加入到蒸馏釜中进行蒸馏，或在单独蒸馏四氯化锗的同时通入气体，直至蒸馏结束，蒸馏温度为76-80，蒸馏出来的溶液经盐酸分

4、离器分离后的四氯化锗溶液存放于储罐中，需静置3672排到空塔蒸馏釜中，将四氯化锗溶液温度升高至70-75，在不断通入氮气1236的同时，采用紫外灯进行光照，最后在76-80进行精馏操作并转移出产品。本方法涉及在生产光纤用四氯化锗生产中，将夹杂于四氯化锗中的盐酸分离出来的装置，属于一种光纤用四氯化锗生产装置。分离装置由主分离塔、进料管、尾气排放管、气氛补给管、排酸管和出料管组成，在主分离塔的顶端接有一根进料管，进料管侧部接有尾气排放管，主分离塔上侧部接有排酸管，主分离塔中段接有一根出料管，出料管管口伸到主分离塔底部，进料管上接有气氛补给管，气氛补给管侧部分别各自通过两根独立的管道与排酸管和进料管

5、接通。本装置作用时可以实时观察分离过程，对盐酸和四氯化锗进行有效分离，整个分离过程完全与空气隔离，避免了产品的二次污染，此装置结构简单，方便实用，效率高。本法的优点是：工艺过程简单，操作方便，可以很好地去除四氯化锗中的含氢杂质，具有较高的工业使用价值。投资关键点：a.生产设施：包括全套反应釜、精馏塔（组）、换热器/冷凝器、再沸器、泵、分离器、储罐、管道等设施。b.检测条件：包括实验室检测设备，无菌无尘试验室等c.产品容器：钢瓶，5万左右/只（50KG/只），需要最少30只（4）光纤级四氯化锗市场前景光纤级四氯化锗光纤用锗约占30%。未来对光纤的需求主要来自城市基础设施建设和网络建设需求，特别是

6、基于宽带互联网的光纤到楼（FTTB）和光纤到户（FTTH）的需求。从发展预测看，2012年全球广信市场需求接近20000万芯公里，其中亚太市场特别是中国市场需求非常重要。光纤到户的逐步推进将扩大光纤光缆行业对光纤级四氯化锗的需求；铜质电缆的被替代将扩大光纤光缆行业对光纤级四氯化锗的需求；中国3G建设的推进将扩大光纤光缆行业对光纤级四氯化锗的需求；2009年中国共消费光纤四氯化锗近50吨，占全球总量的一半。目前中国没有光纤四氯化锗的生产能力，基本依赖进口。据了解，云南锗业主要产品是锗金属，并已进入红外、太阳能两个领域，但光纤四氯化锗在公司产业链里尚属空白。北京国晶辉拥有自主开发的光纤四氯化锗加工

7、工艺，但受制于锗金属供给，无法释放效益；武汉长飞在光纤领域具有优势，但其所需的光纤四氯化锗完全来自进口。2010年12月，云南锗业与长飞光纤光缆及北京国晶辉红外光学公司三方共同出资成立子公司，进行30吨光纤四氯化锗项目。国晶辉公司已经完成了四氯化锗的技术研发:国晶辉公司独创的精馏提纯方法生产的超高纯度光纤级四氯化锗,可用于生产多模、单模以及无水峰光纤,其产品质量已达到国际先进水平。目前我国能够大规模生产光纤的大部分厂家停留在从国外进口预制棒、国内拉丝加工的生产水平上，这种模式限制了光纤成本降低，阻碍了光纤产业的发展。改变这一现状，必须解决原材料国产化的问题，提高光纤预制棒的制造工艺技术。四氯化

8、锗(GeCl4)主要用作预制棒纤芯掺杂剂，以提高纤芯折射率，实现光纤的全反射、无损耗并提高传输距离，总纯度要求大于99.999%。国内目前用量约10吨/年左右。近年来，随着光纤通信业的迅速发展，光纤用GeCl4的需求量不断上升。2. 高效率太阳能电池用锗晶片项目（1）太阳能电池历史发展：第一代晶体硅（分为单晶硅和多晶硅两种）太阳电池研制成功，经过各国光伏工作者的不懈努力，到目前为止，第一代晶体硅太阳电池的实验室效率达到了24.7，大规模生产商用产品的效率为17以上。尽管如此，由于受单晶硅材料价格及繁琐的加工工艺限制，致使单晶硅太阳电池成本居高不下，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。第二代薄

9、膜太阳能电池，主要构成为非晶硅与二六族化合物半导体，常被运用于建筑涂料。第三代GaAs(砷化镓)、CuInSe2和CdTe等太阳电池也取得了令人瞩目的成就，GaAs 、CuInSe2和CdTe等薄膜电池的实验室效率目前分别为25%、16.5%和18.5，虽然仍有望在效率上进一步突破，但前者稳定性差，后者又较难制作。 第四代锗衬底化合物半导体叠层电池因其高效率、高电压和高温特性好等优点，可实用的转换效率为28%32%，聚光后最高达到42.8%，被广泛应用于空间卫星太阳能电池、国防边远山区雷达站、微波通讯站，在未来光伏发电领域具有现实而广阔的应用潜力。 （2）高效率太阳能电池用锗晶片高纯锗单晶具有

10、抗辐射、高频、光电性能好等特点，因而被广泛应用于能源、光电、国防军事、航空航天和现代化信息产业等高科技领域。近年来，锗衬底化合物半导体叠层电池因其高效率、高电压和高温特性等优点，被广泛用于空间卫星太阳能电池、国防边远山区雷达站、微波通讯站等等。目前太阳能电池用锗衬底晶片约占10%。与传统基于单晶硅电池相比，锗衬底高光电转换效率和良好性能的高效电池也将在未来太阳能电池中占据更重要的地位。锗衬底片高效太阳能电池在空间应用比例已超过80%。未来随着成本的下降，地面应用将逐步扩大。预计全球高效率太阳能电池用锗晶片未来五年的增长率为30%。（3）全球高效率太阳能用锗晶片生产情况及产量预测目前，全球高效率

11、太阳能用锗晶片的生厂主要集中在比利时的优美可（Umicore）公司和美国的AXT公司，美国AXT公司20052007年分别从锗基板中收入达到了4.2、90.9和222.5万美元，该公司还计划在2012年使GaAs和Ge基板收入达到676万美元。随着三结太阳能电池技术的发展和成本的降低，使用锗晶片做基板的三结太阳能电池的需求会越来越强，全球高效率太阳能电池用锗晶片未来五年的增长率按30估计，未来几年太阳能电池用锗晶片产量如下：2015年、 2020年将达到427.27万片， 1586.43万片。目前，以锗晶片为基板的高效率太阳能电池主要用于如卫星等空间供电电源中，根据卫星大小的不同，普通卫星大约

12、需要高效太阳能电池用锗晶片约600015000片，大型卫星的太阳能用锗晶片将达到数万片，空间站的建立及维护所需要的太阳能用锗晶片数量更为巨大，在地面光伏发电市场也有部分采用。目前三结太阳能电池在空间供电电源中的应用比例占到了80，地面光伏市场非硅技术所占比例现在为9。有研究表明，在地面光伏市场发电技术中，使用三结太阳能电池约占非硅技术的40左右。在未来510年，按使用锗基板的三结太阳能电池占空间供电电源的比例将达到90。以我国来说，以锗晶片为基板的三结太阳能电池主要用于卫星，目前因成本过高，地面光伏市场应用程度较低。按我国卫星供电电源与全球相同，到2010年约有90采用锗晶片为基板的三结太阳能

13、电池，地面光伏市场采用以锗晶片为基板的三结太阳能电池占整个地面光伏市场的比例约为5左右。（4）高效率太阳能电池用锗晶片的发展展望（一）以锗晶片为基板的三结太阳能电池在空间的应用将进一步加强，但未来需求将趋于稳定；以锗晶片为基板的三结太阳能电池因其性能好，光电转换率高，而越来越被各国运用到空间供电电源中。目前，全球在空间供电电源中已超过80的比例采用了以锗晶片为基板的砷化稼太阳电池。可以预计在未来35年，这一比例将会提高到近100。但由于卫星的研制是一项耗时耗力的工程，需要较长的时间要求，加上地球同步卫星轨道的限制，未来五年人造卫星的发射量将会趋于稳定，每年大致在3040颗左右，这样对高效太阳能

14、电池用锗晶片的需求量最多为80万片，而目前各国由于使用锗晶片的三结太阳能聚光光伏电池成本较高，地面光伏市场总体来说较难推广，太阳能电池用锗晶片主要仍是提供人造卫星使用。但目前的生产量已基本能满足空间使用的需要，因此，在地面光伏市场的使用量能否提高仍未知的情况下，发展太阳能电池用锗晶片有着一定的风险。 （二）地面光伏市场对太阳能电池用锗晶片有着较大的需求潜力 目前，随着世界各国对可再生能源的重视，地面太阳能光伏产业正以迅猛的速度发展，但采用的主要太阳能电池生产原料仍是硅晶片，以锗晶片为基板的三结电池尽管性能好，光电转换率高，但由于成本的因素，其在地面光伏市场的发展受到很大的制约。未来随着科学技术

15、的发展，三结太阳能电池的制造成本也将会有下降的可能，这样，地面光伏市场对太阳能电池用锗晶片的需求就将会有较大的潜力，按照目前地面太阳能光伏市场的发展趋势，三结太阳能电池在整个地面光伏市场的运用的比例哪怕提高1，都有可能带来几十万片到百万片的需求量。 （三）高效三结太阳能电池有望在军事装备中得到大面积应用 尽管科技在不断进步，备用电池仍然占据了战场上士兵100磅负重的五分之一，他们的包袱包括背包、武器、保护装备和一整套电子装置。这些电池是为保命用的电子元件提供电力，但是它的重量仍然阻碍了前进并加重了攻击弱点。美军在一份计划中设想：到2025年，任何一名美军士兵可以在任何地方补充燃料和电能。20世

16、纪90年代中期，美军开始着力打造数字化部队，GPS、夜视仪、战场数据传输系统等大量数字化装备的配备，使得部队装备特别是单兵装备对电能的需求激增，随着武器系统日益复杂，士兵携带的电池也逐渐加重并成为严重的问题，只有依靠便携式太阳能电池才能解决这一问题。3.红外光学用锗晶体项目。由于锗在大气层中堆2-14微米光波具有高而均匀的透射率、不吸收、不软化、不溶于水，光学性能好，价格相对较低，因此是较好的红外光学材料。同时，锗的化学稳定性、耐腐蚀和易于加工等优势明显，使其在红外光学系统中得到广泛的应用。将锗制成锗单晶，切片加工成锗透镜及锗窗，利用锗单晶透过红外波长的特性制成各种红外光学部件，广泛应用于各类

17、红外光学系统如：热成像仪与夜视仪，光探测器，红外探测器，导弹的预警与制导。激光与红外雷达，微波管与微波集成。目前红外光学用锗比重为42%。从全球红外系统市场增长情况看，当前国防军事应用增速约12%，民用应用增速约为15%，预计未来三年的增长率接近于18%。红外热像仪所涉及的红外锗镜头的用量最大，其产量直接决定红外光学行业的用锗量。未来民用红外锗镜头的应用领域主要集中在消防、电力、建筑、制造业、医疗、安防等行业。镓的下游砷化镓太阳能光伏电池项目一、砷化镓电池基本介绍 近年来，太阳能光伏发电在全球取得长足发展。常用光伏电池一般为多晶硅和单晶硅电池，然而由于原材料多晶硅的供应能力有限，加上国际炒家的

18、炒作，导致国际市场上多晶硅价格一路攀升，最近一年来，由于受经济危机影响，价格有所下跌，但这种震荡的现状给光伏产业的健康发展带来困难。目前，技术上解决这一困难的途径有两条：一是采用薄膜太阳电池，二是采用聚光太阳电池，减小对原料在量上的依赖程度。常用薄膜电池转化率较低，因此新型的高倍聚光电池系统受到研究者的重视。聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍，然后投射到太阳电池上。这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。它们具有转化率高，电池占地面积小和耗材少的优点。高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓（GaAs）太阳电池。 GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其

19、能隙与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温。所谓III-V族化合物半导体，是指元素周期表中的III族与V族元素相结合生成的化合物半导体，主要包括镓化砷（GaAs）、磷化铟（InP）和氮化镓等。与硅太阳电池相比，GaAs太阳电池具有较好的性能。： 1、光电转化率： 砷化镓的禁带较硅为宽，使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。目前，硅电池的理论效率大概为23%，而单结的砷化镓电池理论效率达到27%，而多结的砷化镓电池理论效率更超过50%。 2、耐温性 常规上，砷化镓电池的耐温性要好于硅光电池，有实验数据表明，砷化镓电池在250的条件下仍可以正常工作，但是硅光电池在200就已经无法正常运行。

20、3、机械强度和比重 砷化镓较硅质在物理性质上要更脆，这一点使得其加工时比容易碎裂，所以，目前常把其制成薄膜，并使用衬底（常为Ge锗），来对抗其在这一方面的不利，但是也增加了技术的复杂度。 二、砷化镓电池的技术发展现状 GaAs太阳电池的发展是从上世纪50年代开始的，至今已有已有50多年的历史。1954年世界上首次发现GaAs材料具有光伏效应。在1956年，LoferskiJ.J.和他的团队探讨了制造太阳电池的最佳材料的物性，他们指出Eg在1.21.6eV范围内的材料具有最高的转换效率（理论上估算，GaAs单结太阳电池的效率可达27%）。20世纪60年代，Gobat等研制了第1个掺锌GaAs太阳

21、电池，不过转化率不高，仅为9%10%，远低于27%的理论值。20世纪70年代，IBM公司和前苏联Ioffe技术物理所等为代表的研究单位，采用LPE(液相外延)技术引入GaAlAs异质窗口层，降低了GaAs表面的复合速率，使GaAs太阳电池的效率达16%。不久，美国的HRL及Spectrolab通过改进了LPE技术使得电池的平均效率达到18%，并实现了批量生产，开创了高效率砷化镓太阳电池的新时代。从上世纪80年代后，GaAs太阳电池技术经历了从LPE到MOCVD，从同质外延到异质外延，从单结到多结叠层结构的几个发展阶段，其发展速度日益加快，效率也不断提高，目前实验室最高效率已达到50%（来自IB

22、M公司数据），产业生产转化率可达30%以上。 三、砷化镓电池的优势 光伏发电经历了第一代晶硅电池和第二代薄膜电池目前产业化进程，正逐渐转向高效的HCPV系统发电（第三代聚光太阳能，俗称砷化镓电池）。砷化镓电池太阳能发电模组和发电系统的是近年来国际太阳能光伏发电技术的新热点，同晶硅技术和薄膜技术相比，HCPV在100KW以上发电系统中具有明显的优势，如果综合考虑年发电成本和碳痕迹等因素，则HCPV拥有绝对优势。 与前两代电池相比，HCPV 采用多结的III-V族化合物电池，具有大光谱吸收、高转换效率（HCPV系统转换效率可达25，远高于目前晶硅电池17左右的转换效率）等优点。同时，该系统更加节能

23、环保，它的一大技术特性是，聚光倍数越大所需的光伏电池面积越小。对高达几百倍的HCPV系统来说，硬币大小的转换电池就可转换碗口面积的光能。 在节省半导体材料用量的同时，降低了太阳能发电系统的生产成本和能耗，使HCPV具有更短的能量回收期。随着HCPV技术的更加成熟以及生产规模的进一步扩大，普遍预计，今年内即可实现较低的平准化电力成本低于晶硅和薄膜电池。高聚光太阳能（HCPV）聚光（CPV）太阳能技术是通过聚光的方式把一定面积上的太阳光通过聚光系统会聚在一个狭小的区域（焦斑），太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可，从而大幅减太阳能电池的用量。 第三代高聚光型（HCPV）太阳能发电模组和发电系统的是近年

24、来国际太阳能光伏发电技术的新热点，同晶硅技术和薄膜技术相比，HCPV在100KW以上发电系统中具有明显的优势，如果综合考虑年发电成本和碳痕迹等因素，则HCPV拥有绝对优势。目前第三代HCPV（高聚光）已将聚光倍数提高至500倍。CIGS 铜铟镓硒薄膜太阳能项目1. CIGS薄膜太阳能电池CIGS薄膜太阳能电池，由Cu（铜）、In（铟）、Ga（镓）、Se（硒）四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜太阳能电池，是组成电池板的关键技术。由于该产品具有光吸收能力强，发电稳定性好、转化效率高，白天发电时间长、发电量高、生产成本低以及能源回收周期短等诸多优势，CIGS太阳能电池已是太阳能电池产品的明日之星，

25、可以与传统的晶硅太阳能电池相抗衡。CIGS薄膜太阳能电池具有如下优点：l 光吸收能力强 CIGS太阳能电池由Cu（铜）、In（铟）、Ga（镓）、Se（硒）四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶作为吸收层，可吸收光谱波长范围广，除了晶硅与非晶硅太阳能电池可吸收光的可见光谱范围，还可以涵盖波长7001200nm之间的红外光区域，即一天内可吸收光发电的时间最长，CIGS薄膜天阳能电池与同一瓦数级别的晶硅太阳能电池相比，每天可以超出20%比例的总发电量。l 发电稳定性高 由于晶硅电池本质上有光致衰减的特性，经过阳光的长时间暴晒，其发电效能会逐渐减退，而CIGS太阳能电池则没有光致衰减特性，发电稳定性高。晶硅

26、太阳能电池经过较长一段时间发电后，或多或少存在热斑现象，导致发电量小，增加维护费用，而CIGS太阳能电池能采用内部连接结构、可避免此现象的发生，较晶硅太阳能电池比所需的维护费用低。l 转换效率高 根据美国国家再生能源实验室(National Renewable Energy Labs;NREL)所公布，目前太阳能电池转换效率最高可达20.2%，而业界最高纪录可达17%，普遍标准为12%。l 成产成本低 CIGS太阳能电池主要成本为玻璃基板与Cu（铜）、In（铟）、Ga（镓）、Se（硒）四种元素构成的原材料，其中玻璃只需采用一般建材所使用的钠玻璃，不需要使用太阳能专用超白玻璃或者薄膜导电玻璃。四

27、种金属元素不是贵重金属，而且每片电池板的CIGS吸收层所需膜层厚度不超过3m（微米），原材料需求量不高，每片成本十分具有竞争力。l 能源回收周期短 太阳能电池是很好的可再生能源技术，可以解决我们人类的能源需求问题又不不污染环境，但是生产太阳能电池本身也需要消耗一定的能源。评估一个可再生能源装置是否真正环保，除了转换效率，更重要的是使用该装置所产生的再生能源，需要多长时间才能相当于当初生产时所消耗的能源总量，即所谓能换回收周期。根据美国能源总署研究，以30年寿命的太阳能装置为例，晶硅太阳能电池的回收期间为24年，而薄膜太阳能电池为12年。换而言之，每一个太阳能发电系统，可享有2629年真正无污染

28、的期间，而采用CIGS太阳能无疑是最佳选择。如同晶硅太阳能电池产品一样应用于屋顶发电项目。然而与晶硅太阳能电池相比，CIGS具有外观上较为美观，可作为建筑玻璃材料使用（BIPV,Building Integrated Photovoltaic）。CIGS亦可以制成柔性薄膜电池，未来可发展成为个人使用的发电装置，可解决个人数码产品的电池续航力不足的问题。其他应用层面可涵盖LED路灯、太阳能热水器、大楼玻璃幕墙、太阳能发电厂、沙漠发电系统等。2. CIGS薄膜太阳能电池发展历史及研究现状 70年代Bell实验室Shaly等人系统研究了三元黄铜矿半导体材料CIS的生长机理、电学性质及在光电探测方面的

29、应用； 1974年，Wagner利用单晶ClS研制出高效太阳能电池,制备困难制约了单晶ClS电池发展； 1976年，Kazmerski等制备出了世界上第一个ClS多晶薄膜太阳能电池； 80年代初，Boeing公司研发出转换效率高达9.4%的高效CIS薄膜电池； 80年代期间，ARCO公司开发出两步(金属预置层后硒化)工艺，方法是先溅射沉积Cu、In层，然后再在HSe中退火反应生成CIS薄膜，转换效率也超过10%； 1994年，瑞典皇家工学院报道了面积为0.4cm效率高达17.6%的ClS太阳能电池； 90年代后期，美国可再生能源实验室(NREL)一直保持着CIS电池的最高效率记录，并1999年

30、，将Ga代替部分In的CIGS太阳能电池的效率达到了18.8%，2008年更提高到19.9%； 图1：CIGS薄膜太阳能电池发展的历程3. CIGS薄膜太阳能电池发展前景作为第二代薄膜太阳能电池，主要构成为铜铟镓硒(CIGS)等化合物，CIGS薄膜太阳能具有高效、低成本、可大规模工业化生产，常被运用于建筑涂料。发展前景将会十分广阔。铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池由于效率高、无衰退、抗辐射、寿命长、成本低廉等特点，是备受人们关注的一种新型光伏电池产品，经过近30年的研究和发展，其光电转化效率为所有已知薄膜太阳能电池中最高的，目前，美国国家可再生能源实验室在玻璃衬底上利用共蒸发三步工艺制备出最高效率达19.9%的电池。2009年全球CIGS薄膜太阳能电池产能超过660MW，实际产量达到180MW，年增幅超过300%，远高于行业内的增长速度，显示了极强的发展势头，近期，CIGS小面积电池效率又创造了新的记录，达到了20.1%，