Resumen: El polisilicio, una forma de silicio altamente refinada, es el material de partida para las células solares.
Para las células solares a base de silicio, el polisilicio es el material de partida. ¿Qué es el polisilicio y cómo se fabrica una célula de silicio a partir de polisilicio?
El polisilicio está formado por cuarcita, una forma de roca de arenisca de cuarzo. Por simplicidad, se podría considerar que la cuarcita comprende arena pura.
Debido a sus excelentes propiedades semiconductoras, el polisilicio se utiliza como materia prima para la energía solar, y es el componente inicial para la fabricación de células fotovoltaicas solares a base de silicio.
Debido a sus propiedades semiconductoras, el polisilicio se utiliza como materia prima para la energía solar, y es el componente inicial para la fabricación de células fotovoltaicas solares a base de silicio.
La primera etapa para hacer polisilicio es reaccionar SiO2 (en forma de cuarcita) y carbono en un horno de arco. Esto da como resultado silicio de grado metalúrgico (MG de silicio).
Este MG de silicio se trata con HCl (ácido clorhídrico) para formar el compuesto triclorosilano (HSiCl3). Cuando el triclorosilano reacciona con hidrógeno, obtenemos polisilicio y HCl de alta pureza. El HCl se envía de vuelta para la reacción con adiciones adicionales de silicio Mg.
La pureza del polisilicio utilizado para las células solares es muy alta, aproximadamente 99,999% o más.
El polisilicio puro así formado se convierte primero en lingotes (un material sólido similar a un ladrillo). Estos lingotes se cortan en obleas finas mediante sierras especialmente diseñadas. Las obleas se fabrican en células solares.
Preguntas del curioso gato
¿Cuál es el material de partida para el polisilicio?
El punto de partida para el silicio puro es la cuarcita, una roca de grano fino a mediano que comprende arena de cuarzo pura. La cuarcita contiene un 90-99% de cuarzo, y como puede saber, el cuarzo tiene la mayor concentración de sílice pura de cualquier mineral conocido.
¿Cuál es el costo del polisilicio?
La respuesta a esta pregunta variará significativamente en función del año al que se refiera. A mediados de 2014, el precio del polisilicio era de unos 20 dólares por KG. Le intrigará saber que el precio del mismo material, no hace mucho (mediados de 2008), era de 4 450 / Kg.
La vida se vive en ramas delgadas para algunos, ¿no?
¿El polisilicio utilizado para las células solares es el mismo que el utilizado para fabricar chips de computadora?
Sí, lo es. Pero la pureza del polisilicio requerida para los circuitos IC es mucho mayor (99.999999%) en comparación con la utilizada para las células solares, para las que es un mísero 99,9999% de pureza.
¿Puede alguien establecer una planta de fabricación de polisilicio?
Sí, cualquiera puede, si puede bombear más de billion 1 mil millones, porque eso es lo que costará establecer una planta de poysilicon de tamaño económico hoy en día.
¿Por qué el precio del polisilicio cayó drásticamente de 4 450/Kg a menos de 2 25 por Kg entre 2008 y 2014?
Búscame una respuesta.
En serio, creemos que la pregunta debería ser: ¿por qué el precio del polisilicio creció de aproximadamente 6 60 /Kg en 2005 a 4 450 en 2008? Sucedió principalmente debido a un déficit temporal en el suministro de polisilicio, justo cuando la industria de la energía solar fotovoltaica estaba comenzando a crecer rápidamente. Este desequilibrio temporal entre la demanda y la oferta pronto se solucionó, y los precios comenzaron a caer de nuevo a zonas más civilizadas en 2010, y para 2014 habían bajado de los 2 25/Kg, ¡mucho más bajo de lo que eran en 2005!
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Un video bastante bueno sobre el proceso de fabricación de polisilicio de Wacker
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