Zusammenfassung: Polysilizium, eine hochveredelte Form von Silizium, ist das Ausgangsmaterial für Solarzellen.
Für Solarzellen auf Siliziumbasis ist Polysilizium das Ausgangsmaterial. Was ist Polysilizium und wie wird eine Siliziumzelle aus Polysilizium hergestellt?
Polysilizium wird aus Quarzit, einer Form von Quarzsandsteingestein, gebildet. Der Einfachheit halber könnte man Quarzit als reinen Sand betrachten.
Aufgrund seiner hervorragenden Halbleitereigenschaften wird Polysilizium als Ausgangsmaterial für Solarenergie verwendet und ist der erste Baustein für die Herstellung von Solarzellen auf Siliziumbasis.
Aufgrund seiner Halbleitereigenschaften wird Polysilizium als Ausgangsmaterial für Solar verwendet und ist der erste Baustein für die Herstellung von Silizium-basierten Solar-PV-Zellen.
Die erste Stufe zur Herstellung von Polysilizium besteht darin, SiO2 (in Form von Quarzit) und Kohlenstoff in einem Lichtbogenofen umzusetzen. Dies führt zu metallurgischem Silizium (MG-Silizium).
Dieses MG Silicium wird dann mit HCl (Salzsäure) behandelt, um die Verbindung Trichlorsilan (HSiCl3) zu bilden. Wenn Trichlorsilan mit Wasserstoff umgesetzt wird, erhalten wir hochreines Polysilizium und HCl. Die HCl wird unter weiterer Zugabe von MG Silicium zur Reaktion zurückgeführt.
Die reinheit von polysilizium verwendet für solar zellen ist sehr hoch, über 99.999% oder höher!
Das so gebildete reine Polysilizium wird zunächst in Ingots (ein festes, ziegelartiges Material) umgewandelt. Diese Barren werden durch speziell entwickelte Sägen weiter in dünne Wafer geschnitten. Die Wafer werden dann zu Solarzellen verarbeitet.
Fragen von der neugierigen Katze
Was ist das Ausgangsmaterial für Polysilizium?
Ausgangspunkt für reines Silizium ist Quarzit, ein fein- bis mittelkörniges Gestein aus reinem Quarzsand. Quarzit enthält 90-99% Quarz, und wie Sie vielleicht wissen, hat Quarz die höchste Konzentration an reinem Siliciumdioxid aller bekannten Mineralien.
Was kostet Polysilizium?
Die Antwort auf diese Frage wird je nach Jahr, auf das Sie sich beziehen, erheblich variieren. Ab Mitte 2014 liegt der Preis für Polysilizium bei etwa 20 US-Dollar pro Kg. Sie werden fasziniert sein zu wissen, dass der Preis für das gleiche Material vor nicht allzu langer Zeit (Mitte 2008) 450 USD / Kg betrug.
Das Leben wird für manche auf mageren Ästen gelebt, nicht wahr?
Ist das für Solarzellen verwendete Polysilizium dasselbe wie das für die Herstellung von Computerchips?
Ja, das ist es. Die für IC-Schaltungen erforderliche Reinheit von Polysilizium ist jedoch viel höher (99.999999%) im Vergleich zu Solarzellen, für die es nur mickrige 99,9999% rein ist!
Kann jemand eine Polysilizium-Produktionsanlage einrichten?
Ja, jeder kann, wenn er über 1 Milliarde US-Dollar pumpen kann, denn so viel wird es kosten, heute eine Polysiliciumanlage wirtschaftlicher Größe einzurichten.
Warum ist der Preis für Polysilizium zwischen 2008 und 2014 drastisch von 450 USD / Kg auf weniger als 25 USD / Kg gefallen?
Suche mich nach einer Antwort.
Ernsthaft, wir denken, die Frage sollte eigentlich sein: warum ist der Preis für Polysilizium von etwa 60 USD / Kg im Jahr 2005 auf 450 USD im Jahr 2008 gestiegen. Dies geschah hauptsächlich aufgrund eines vorübergehenden Versorgungsengpasses mit Polysilizium, gerade als die Solar-PV-Industrie schnell zu wachsen begann. Dieses vorübergehende Ungleichgewicht zwischen Nachfrage und Angebot wurde bald behoben, und die Preise fielen bis 2010 in zivilisiertere Zonen zurück und waren bis 2014 unter 25 USD / kg gefallen, viel niedriger als 2005!
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Ein ziemlich gutes Video zum Herstellungsprozess von Polysilizium von Wacker
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