Metallurgisches Silizium

Siliziumdioxid (SiO₂) kommt in der Natur sehr häufig vor. Um es für die Solar- oder Halbleiterindustrie nutzbar zu machen, muss das Silizium (Si) vom Sauerstoff (O₂) sowie von verunreinigenden Stoffen getrennt werden.

Bei der Herstellung von metallurgischem Silizium wird Siliziumdioxid in Form von stückigem Quarz zunächst mit Kohlenstoff bei Temperaturen um 2.000 °C im Reduktionsofen umgesetzt. Bei dieser Reaktion in der Schmelze wird das Siliziumdioxid zu Silizium reduziert und der Sauerstoff als Kohlenmonoxid ausgetragen. Die Quarzqualität bestimmt hierbei neben der Kohlenstoffqualität die erzielbare Reinheit des erzeugten Siliziums, die bis zu 99 % erreichen kann.

In einem ersten Reinigungsschritt werden die Verunreinigungen im metallurgischen Silizium reduziert bzw. mit Hilfe von Defect Engineering deaktiviert. Hierbei kann die Zusammensetzung bezüglich erwünschter katalytischer Stoffe an die Kundenerfordernisse angepasst werden. Durch die Homogenisierung des Materials und einer hoch entwickelten Prozesskontrolle wird die Prozessfähigkeit der Polysiliziumfertigung verbessert.

Der zweite Veredelungsschritt, das sogenannte Granulieren, ersetzt die in der Industrie weit verbreitete mechanische Zerkleinerung (Milling) des metallurgischen Siliziums, das bisher hohe Produktionskosten durch Verlustraten von 10 – 15 % verursacht und sich schädlich auf die Umwelt auswirkt. Mit Hilfe unserer EMS-Granulieranlagen kann das metallurgische Silizium mit optimalen, gleichförmigen geometrischen Eigenschaften und in einheitlicher Größenverteilung hergestellt werden. Dieses bietet im Anschluss optimale Verarbeitungseigenschaften bei der direkten Chlorinierung und der Hydrochlorinierung. 

centrotherm bietet für die Herstellung von EMS (Engineered Metallurgical Silicon) Lichtbogen-Schmelzöfen, Refining- und Granulieranlagen sowie das dazugehörige Prozess- und Qualitätsmanagement mit allen dazugehörigen Engineering-Dienstleistungen an. Zudem steht unseren Kunden ein erfahrenes Expertenteam für die Six Sigma-Qualitätsmessung und –optimierung zur Seite. Basierend auf den Anforderungen des Kunden bieten wir Materialanalysen, Trainings, Simulationen und weiteren Support an.

Unsere Lösungen können in der Ausbringungsmenge von Polysilizium zwischen 2.500 und bis zu über 10.000 Tonnen/Jahr kundenindividuell angepasst werden.

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