{"id":27432,"date":"2023-07-31T15:41:22","date_gmt":"2023-07-31T20:41:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mpechicago.com\/hochreines-silikonschleifen\/"},"modified":"2025-05-01T23:23:57","modified_gmt":"2025-05-02T04:23:57","slug":"hochreines-silikonschleifen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mpechicago.com\/de\/hochreines-silikonschleifen\/","title":{"rendered":"Hochreines Silikonschleifen"},"content":{"rendered":"\n

In dieser Fallstudie untersuchen wir den Einsatz der Pr\u00e4zisions-Partikelgr\u00f6\u00dfenreduzierungsanlage von MPE zum Mahlen von Siliziumgranulat zu Saatgut f\u00fcr Wirbelschichtreaktoren (FBRs). Dieser Prozess ist der Schl\u00fcssel zur Herstellung eines extrem reinen Siliziums mit einem Bruchteil der Energie im Vergleich zu anderen Raffinationsmethoden. <\/h3>\n\n
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Ein IMD 79 Gran-U-Lizer, der<\/a> speziell f\u00fcr den Einsatz bei der Reduzierung der Siliziumpartikelgr\u00f6\u00dfe entwickelt wurde.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

Ein von MPE entwickelter Gran-U-Lizer mit speziellen Keramikwalzen und Nichteisen-Produktkontaktfl\u00e4chen, der f\u00fcr den Zerkleinerungsprozess von Silizium verwendet wird, zeichnet sich aus zwei Gr\u00fcnden durch seine Verwendung aus:<\/p>\n\n

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  1. Es zerkleinert Siliziumgranulat in enge <\/strong>Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilungen (mit einem Bereich von 200-450 \u03bcm), ideal f\u00fcr Siliziumsaatgut; Dies ist eine der Variablen, die f\u00fcr die Aufrechterhaltung des kontinuierlichen FBR-Prozesses wichtig sind.<\/li>\n\n\n\n
  2. Es erh\u00e4lt die Reinheit des Produktstroms.<\/strong> Eine normale Zerkleinerungstechnologie w\u00fcrde zu inakzeptablen Mengen an eisenhaltigen Verunreinigungen und\/oder anderen Nicht-Silikon-Elementen f\u00fchren. Die Gran-U-Lizer von MPE vermitteln deutlich weniger Verunreinigungen als jede andere Technologie zur Zerkleinerung. Dieser Unterschied f\u00fchrt zu einem h\u00f6herwertigen Siliziumgehalt, was zu einer h\u00f6heren Rentabilit\u00e4t f\u00fcr den Hersteller f\u00fchrt. <\/li>\n<\/ol>\n\n
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    Prozessablauf bei der Umwandlung von Kiesels\u00e4ure in Endprodukte und wo MPE dazu passt<\/h2>\n\n
    \"Prozessablauf
    Ein vereinfachter Prozessablauf bei der Umwandlung von Kiesels\u00e4ure in Silizium-Endprodukte.<\/figcaption><\/figure>\n\n

    Unraffiniertes Siliziumdioxid (typischerweise Quarz) wird zun\u00e4chst zu metallurgischem Silizium (MG-Si) verarbeitet. Dann wird das MG-Si zu Silangas verarbeitet. Dann kombinieren Wirbelschichtreaktoren (FBRs) mit Hilfe von MPE-Granulierern Silangas, Siliziumsaat und Wasserstoff, um hochreine Siliziumst\u00fccke herzustellen. Anschlie\u00dfend werden Siliziumst\u00fccke zu Barren geschmolzen und zu Wafern geschnitten. Diese Chips landen in vielen Produkten wie Solarzellen, Kamerasensoren und Computerchips. <\/p>\n\n

    Was sind FBRs?<\/h3>\n\n

    FBRs sind eine relativ neuere Raffinerietechnologie, die Silangas (SiH4<\/sub>) und Siliziumsaat (Si) in 99,9999 % reines (oder gr\u00f6\u00dferes) Siliziumgranulat umwandelt. Anschlie\u00dfend schmelzen die Produzenten das aus dem FBR-Prozess austretende Siliziumgranulat zu Barren. Hersteller von Computerchips, CPUs, Bildsensoren und Photovoltaikzellen schneiden diese Barren zu Wafern, um ihre Produkte herzustellen. <\/p>\n

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    Hersteller schneiden Siliziumbarren in Czochralski-Wafer, um unter anderem CPUs, Chips, Bildsensoren und Photovoltaikzellen (PV) herzustellen, abh\u00e4ngig von deren Reinheit.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

    FBRs sind eine vielversprechende Alternative zum Siemens-Verfahren (auch als Siemens-Verfahren bezeichnet), einer viel gebr\u00e4uchlicheren Fertigungstechnologie zur Herstellung von raffiniertem Silizium zur Herstellung von Barren. Das Siemens-Verfahren ist eine relativ ausgereifte Technologie, w\u00e4hrend FBRs erst seit kurzem in gro\u00dfem Ma\u00dfstab eingesetzt werden. <\/p>\n\n

    Ein wesentlicher Faktor, der diese beiden Technologien voneinander unterscheidet, ist ihr Energieverbrauch. Das Siemens-Verfahren verbraucht enorme Mengen an Energie, so dass diese Art von Anlagen nur dort rentabel sind, wo Strom im \u00dcberfluss vorhanden und kosteng\u00fcnstig ist. Im Gegensatz dazu verbrauchen FBRs im Vergleich zum Siemens-Verfahren 90 % weniger Energie, um die gleiche Menge Silizium zu produzieren. Durch den geringeren Stromverbrauch k\u00f6nnen FBRs in vielen L\u00e4ndern und Regionen, in denen der Betrieb sonst nicht rentabel w\u00e4re, rentabel betrieben werden. Dar\u00fcber hinaus bringen FBRs auch viele Vorteile f\u00fcr die Umwelt mit sich. <\/p>\n\n

    Warum sollten sich Hersteller f\u00fcr die Siemens-Methode und nicht f\u00fcr FBRs entscheiden?<\/h3>\n\n

    FBRs sind schwer zu skalieren und zu betreiben. Anlagenbauer haben erst vor kurzem begonnen, die Herausforderungen der Skalierung von FBRs zu meistern, die auf der Str\u00f6mungsdynamik beruhen, die in einem kontinuierlichen<\/em> Prozess abl\u00e4uft \u2013 und nicht in einem Batch-Prozess wie bei der Siemens-Methode. Da die FBR-Technologie erst vor kurzem marktreif ist und eine enorme Vorabinvestition erfordert , machen FBRs zum Zeitpunkt der Ver\u00f6ffentlichung dieses Artikels nur 5 % der Siliziumproduktion aus.<\/a> <\/p>\n

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    Quelle: Vortrag \u00fcber Wafer-Silizium-basierte Solarzellen<\/a>. Keine Zugeh\u00f6rigkeit zum MPE. <\/figcaption><\/figure><\/div>\n

    Der Siliziummarkt und die Bedeutung der Reinheit<\/h3>\n\n

    Ein Teil des Erfolgs (d. h. der Rentabilit\u00e4t) von Raffinerien ist ihre F\u00e4higkeit, hohe Reinheiten von Silizium zu produzieren, wenn nicht sogar nur die h\u00f6chstm\u00f6gliche Reinheit. Silizium mit h\u00f6herer Reinheit kann beispielsweise f\u00fcr Solarzellen mit h\u00f6herem Wirkungsgrad verwendet werden, was zu einer h\u00f6heren elektrischen Leistung und Produktlebensdauer f\u00fchrt. <\/p>\n\n

    H\u00e4ufige Anwendungen von raffiniertem Silizium auf Basis von Reinheit sind:<\/p>\n\n