NEUES AUS RUSE - DER BLOG
Blog 4 Autor: John Mott
Datum: 23 | 04 | 2007
Datum: 23 | 04 | 2007
Künftiges Produktionsgebäude für Solarsilizium
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Labor
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Lichtbogenofen zur Herstellung von metallurgischem Silizium
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Bürogebäude
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Was macht die TDR-Fabrik?
Die Halle, in der in einem Lichtbogenofen zurzeit noch Eisensilizium produziert wird, befindet sich auf dem Fabrikgelände oben in der Mitte. Solarvalue wird den Lichtbogenofen für die Produktion von metallurgischem Silizium umrüsten. Weitere Reinigungsschritte folgen im künftigen Solarsilizium-Produktionsgebäude (oben links). Die Reinheit des Materials wird im Vor-Ort-Labor und in Einrichtungen im Produktionsgebäude fortlaufend kontrolliert werden.
Die Produktionsanlagen von Solarvalue bei TDR
Die TDR-Metalurgija ist der größte Teil der Industrieanlage Tovarna dusika Ruse (TDR, www.tdr-metalurgija.si). Als das Unternehmen 1918 die Produktion aufnahm, war es eines der ersten in Europa, das elektrochemische Erzeugnisse herstellte. Die wichtigsten Produkte, die in der Stahlindustrie verwendet werden, sind Kalziumkarbid, Eisensilizium und ähnlich komplexe Legierungen. Die TDR- Fabrik, in der rund 300 Menschen arbeiten, nimmt eine Fläche von 22 Hektar ein.
Zuletzt gehörte die Fabrik einem slowenischen Energieversorger, der Holding Slovenske elektrarne (HSE, www.hse.si/en/). HSE entschied sich für den Verkauf der TDR-Fabrik, weil die Produktion von Legierungen nicht dem Kerngeschäft entsprach. Das Unternehmen WP Profil hat die Anlage im Dezember 2006 gekauft. Solarvalue pachtet die für die Produktion von Solarsilizium nötigen Einrichtungen. WP Profil stellt Drähte mit Zuschlagsstoffen für die Stahlindustrie her. Durch den Kauf der TDR-Fabrik sicherte sich WP Profil einen eigenen Zugang zu den Legierungen, die für diese Zuschlagsstoffe nötig sind.
Die Kooperation mit WP Profil ist für Solarvalue von großem Wert. Ohne das ortsansässige Unternehmen, das die slowenischen Verhältnisse gut kennt, hätte Solarvalue keinen Zugang zu den TDR-Einrichtungen.
Zuletzt gehörte die Fabrik einem slowenischen Energieversorger, der Holding Slovenske elektrarne (HSE, www.hse.si/en/). HSE entschied sich für den Verkauf der TDR-Fabrik, weil die Produktion von Legierungen nicht dem Kerngeschäft entsprach. Das Unternehmen WP Profil hat die Anlage im Dezember 2006 gekauft. Solarvalue pachtet die für die Produktion von Solarsilizium nötigen Einrichtungen. WP Profil stellt Drähte mit Zuschlagsstoffen für die Stahlindustrie her. Durch den Kauf der TDR-Fabrik sicherte sich WP Profil einen eigenen Zugang zu den Legierungen, die für diese Zuschlagsstoffe nötig sind.
Die Kooperation mit WP Profil ist für Solarvalue von großem Wert. Ohne das ortsansässige Unternehmen, das die slowenischen Verhältnisse gut kennt, hätte Solarvalue keinen Zugang zu den TDR-Einrichtungen.
Blog 2 Autor: John Mott Datum: 18 | 04 | 2007
Datum: 18 | 04 | 2007Wo liegt Ruse?
Blog 1 Autor: John MottDatum: 03 | 04 | 2007
Datum: 03 | 04 | 2007
Solarvalue baut seine Solarsiliziumproduktion in Ruse auf. Doch wo liegt Ruse eigentlich?
Die inzwischen unabhängige Gemeinde Ruse (7.293 Einwohner) gehörte bis 1995 zur Stadtverwaltung von Maribor. Mit 130.000 Einwohnern ist Maribor die zweitgrößte Stadt in Slowenien. Ruse liegt nur 30 Kilometer von der österreichischen Grenze entfernt. Vom internationalen Flughafen in Graz sind es nur 40 Autominuten. Slowenien ist Mitglied der EU und hat im Januar 2007 den Euro eingeführt.
Die inzwischen unabhängige Gemeinde Ruse (7.293 Einwohner) gehörte bis 1995 zur Stadtverwaltung von Maribor. Mit 130.000 Einwohnern ist Maribor die zweitgrößte Stadt in Slowenien. Ruse liegt nur 30 Kilometer von der österreichischen Grenze entfernt. Vom internationalen Flughafen in Graz sind es nur 40 Autominuten. Slowenien ist Mitglied der EU und hat im Januar 2007 den Euro eingeführt.
Blog 3 Autor: John Mott Datum: 18 | 04 | 2007
Datum: 18 | 04 | 2007Wer ist John Mott?
Ich bin der geschäftsführende Vorstand der Aktiengesellschaft Solarvalue Proizvodnja d.d. in Maribor, ein Tochterunternehmen der Solarvalue AG, das die Solarsilizium-Produktion in Ruse betreibt.
Ich bin ein langjähriger Experte für metallurgisches Silizium. Als ich in den 80er Jahren für die Solarex Corporation tätig war, habe ich in den USA in Gaithersburg, Maryland, und in Martinsburg, West Virginia, die Herstellung von Solarsilizium aus metallurgischem Silizium (mg-Si) untersucht. Schon damals konnten wir zeigen, dass dieses Verfahren funktioniert. Die Photovoltaik-Industrie lebte damals von den Abfällen aus der Halbleiter-Industrie. Weil das Material im Überfluss vorhanden war, war niemand an der Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Herstellung von Solarsilizium interessiert. Stattdessen verließ man sich auf die altbekannten Quellen aus dem Siemens-Verfahren. Seit meiner Zeit bei Solarex habe ich außerhalb der Photovoltaik an Silizium und Verbundwerkstoffen gearbeitet. Als ich von dem Vorhaben von Solarvalue hörte, sah ich die Möglichkeit, meine fast 30 Jahre alte Vision Wirklichkeit werden zu lassen: große Mengen hochreines Solarsilizium zu niedrigen Kosten.
Ich bin ein langjähriger Experte für metallurgisches Silizium. Als ich in den 80er Jahren für die Solarex Corporation tätig war, habe ich in den USA in Gaithersburg, Maryland, und in Martinsburg, West Virginia, die Herstellung von Solarsilizium aus metallurgischem Silizium (mg-Si) untersucht. Schon damals konnten wir zeigen, dass dieses Verfahren funktioniert. Die Photovoltaik-Industrie lebte damals von den Abfällen aus der Halbleiter-Industrie. Weil das Material im Überfluss vorhanden war, war niemand an der Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Herstellung von Solarsilizium interessiert. Stattdessen verließ man sich auf die altbekannten Quellen aus dem Siemens-Verfahren. Seit meiner Zeit bei Solarex habe ich außerhalb der Photovoltaik an Silizium und Verbundwerkstoffen gearbeitet. Als ich von dem Vorhaben von Solarvalue hörte, sah ich die Möglichkeit, meine fast 30 Jahre alte Vision Wirklichkeit werden zu lassen: große Mengen hochreines Solarsilizium zu niedrigen Kosten.
Blog 7 Autor: John Mott Datum: 24 | 07 | 2007
Datum: 24 | 07 | 2007„Was für ein Glück!“
Es war ein großer Glücksfall, die TDR-Fabrik pachten zu können. Mit sehr überschaubaren Kosten können wir eine voll funktionstüchtige Fabrik mit ausgebildetem Personal übernehmen. Man stelle sich vor, wie langwierig es gewesen wäre, auf der grünen Wiese eine neue Fabrik zu errichten. Das ganze zeitaufwändige Genehmigungsverfahren – ganz zu schweigen von der Zeit und dem Geld für das Gebäude und die Einrichtungen.
Die TDR-Fabrik ist ein großer Aktivposten für Solarvalue, ist sie doch die Voraussetzung, um bis Ende 2008 für einen Bruchteil der üblichen Kosten eine Kapazität von 4.400 Tonnen aufzubauen. Mitbewerber investieren mindestens 200 Millionen Euro, um die gleiche Kapazität zu erreichen wie die Fabrik in Ruse. So wird Elkem (Norwegen) bis Mitte 2008 420 Millionen US-Dollar für eine Kapazität von 5.000 Tonnen ausgeben. China Southern Glass (China) plant bis Mitte 2008 150 Millionen US-Dollar für eine Kapazität von 4.000 Tonnen zu investieren.
Die TDR-Fabrik ist ein großer Aktivposten für Solarvalue, ist sie doch die Voraussetzung, um bis Ende 2008 für einen Bruchteil der üblichen Kosten eine Kapazität von 4.400 Tonnen aufzubauen. Mitbewerber investieren mindestens 200 Millionen Euro, um die gleiche Kapazität zu erreichen wie die Fabrik in Ruse. So wird Elkem (Norwegen) bis Mitte 2008 420 Millionen US-Dollar für eine Kapazität von 5.000 Tonnen ausgeben. China Southern Glass (China) plant bis Mitte 2008 150 Millionen US-Dollar für eine Kapazität von 4.000 Tonnen zu investieren.
Blog 5 Autor: John Mott Datum: 30 | 04 | 2007
Datum: 30 | 04 | 2007Die Reinheitsgrade von Silizium
Während sich Silizium für diese Anwendung aufgrund seiner chemischen Eigenschaften anbietet, sind es seine physikalischen Eigenschaften, die es so interessant für die Halbleiterindustrie machen. In den meisten elektronischen Geräten und Photovoltaikzellen wird es als Grundmaterial eingesetzt. Diese Verwendung hat die technische Entwicklung im 20. Jahrhundert wesentlich beeinflusst und gab dem „Silicon Valley“ bei San Francisco seinen Namen.
Besteht ein Halbleiter aus sehr reinem Silizium, wirkt er elektrisch isolierend. Kommen minimale Verunreinigungen hinzu, wird daraus ein elektrischer Leiter. Bei elektronischen Anwendungen werden solche Verunreinigungen als Dotierstoffe bezeichnet. Je nach chemischer Beschaffenheit der Dotierstoffe ist das Silizium entweder n-leitend oder p-leitend. Kombiniert man n-leitendes und p-leitendes Silizium miteinander, verhält es sich äußerst ungewöhnlich: Es leitet Strom in die eine, nicht aber in die andere Richtung. In einem Transistor dienen die n- und p-leitenden Schichten als Verstärker oder Schalter.
In Solarzellen kommt noch eine weitere Eigenschaft von Silizium ins Spiel: Fällt Licht auf die Zellen, so erzeugen diese im Silizium freie positive und negative Ladungen, die mit Hilfe eines p-n-Übergangs gesammelt werden und als elektrischer Strom fließen.
Besteht ein Halbleiter aus sehr reinem Silizium, wirkt er elektrisch isolierend. Kommen minimale Verunreinigungen hinzu, wird daraus ein elektrischer Leiter. Bei elektronischen Anwendungen werden solche Verunreinigungen als Dotierstoffe bezeichnet. Je nach chemischer Beschaffenheit der Dotierstoffe ist das Silizium entweder n-leitend oder p-leitend. Kombiniert man n-leitendes und p-leitendes Silizium miteinander, verhält es sich äußerst ungewöhnlich: Es leitet Strom in die eine, nicht aber in die andere Richtung. In einem Transistor dienen die n- und p-leitenden Schichten als Verstärker oder Schalter.
In Solarzellen kommt noch eine weitere Eigenschaft von Silizium ins Spiel: Fällt Licht auf die Zellen, so erzeugen diese im Silizium freie positive und negative Ladungen, die mit Hilfe eines p-n-Übergangs gesammelt werden und als elektrischer Strom fließen.
Ferrosiliziumklumpe
Ferrosiliziumklumpen
Ferrosiliziumklumpen
Mit einem Anteil von 25,7 % ist Silizium (Si) nach Sauerstoff (O2) das zweithäufigste chemische Element in der Erdkruste. In seiner Reinform liegt Silizium jedoch nur selten vor. Meist tritt es in Form von Siliziumdioxid (SiO2, eine Verbindung mit Sauerstoff) oder Silikat (einer mineralischen Verbindung mit einem Metall) auf. Die bekanntesten Siliziumdioxide sind Quarz und Sand. Beispiele für Silikate sind Feldspat, Hornblende, Glimmer, Granit und Sandstein.
Silizium wird hauptsächlich in Aluminium-Silizium-Legierungen für die Herstellung von Gussteilen sowie in Silikonen, z.B. für technische Dichtungen und Öle, verwendet. Außerdem ist Silizium in einigen Stahlarten enthalten und wird in Form von Ferrosilizium oder Silizium-Kalzium-Legierungen zur Herstellung von Gusseisen eingesetzt. Letztere sind die wichtigsten Produkte von TDR Metalurgija in Ruse.
Silizium wird hauptsächlich in Aluminium-Silizium-Legierungen für die Herstellung von Gussteilen sowie in Silikonen, z.B. für technische Dichtungen und Öle, verwendet. Außerdem ist Silizium in einigen Stahlarten enthalten und wird in Form von Ferrosilizium oder Silizium-Kalzium-Legierungen zur Herstellung von Gusseisen eingesetzt. Letztere sind die wichtigsten Produkte von TDR Metalurgija in Ruse.
Blog 6 Autor: John Mott Datum: 08 | 07 | 2007
Datum: 08 | 07 | 2007Silizium – das zweithäufigste Element der Erde
Silizium ist von Natur aus eigentlich immer „unrein“ und muss deshalb gereinigt werden. Zunächst wird Siliziumdioxid vom darin enthaltenen Sauerstoff befreit. Das Produkt dieser energieintensiven Reduktion ist metallurgisches Silizium (Rohsilizium) oder mg-Si. Es weist einen Reinheitsgrad von mindestens 98 % auf.
Für Solarzellen wird jedoch Silizium mit einem Reinheitsgrad von mindestens ca. 99,9999 % benötigt. Material dieser Reinheitsstufe wird als Solar-Grade-Silicon (Solarsilizium, SOG-Si oder SGS) bezeichnet. Je höher der Reinheitsgrad, desto leistungsfähiger sind die daraus hergestellten Solarzellen.
Im mikroelektronischen Anwendungsbereich kommt Electronic-Grade-Silicon (Halbleitersilizium, eg-Si) mit einer Reinheit von 99,9999999 % bis 99,9999999999 % (10-9 bis 10-12) zum Einsatz. Dies ist eines der reinsten künstlich erzeugten Materialien.
In den Anfängen der Photovoltaik verwendeten die Solarzellenhersteller den Ausschuss von eg-Si und anderes Material, das die Halbleiter-Spezifikationen nicht erfüllte. Um der steigenden Nachfrage nach Solarsilizium gerecht zu werden, erweiterten die Siliziumproduzenten später ihre Kapazitäten. 2006 war die Nachfrage der Photovoltaikbranche zum ersten Mal höher als die der elektronischen Industrie.
Für Solarzellen wird jedoch Silizium mit einem Reinheitsgrad von mindestens ca. 99,9999 % benötigt. Material dieser Reinheitsstufe wird als Solar-Grade-Silicon (Solarsilizium, SOG-Si oder SGS) bezeichnet. Je höher der Reinheitsgrad, desto leistungsfähiger sind die daraus hergestellten Solarzellen.
Im mikroelektronischen Anwendungsbereich kommt Electronic-Grade-Silicon (Halbleitersilizium, eg-Si) mit einer Reinheit von 99,9999999 % bis 99,9999999999 % (10-9 bis 10-12) zum Einsatz. Dies ist eines der reinsten künstlich erzeugten Materialien.
In den Anfängen der Photovoltaik verwendeten die Solarzellenhersteller den Ausschuss von eg-Si und anderes Material, das die Halbleiter-Spezifikationen nicht erfüllte. Um der steigenden Nachfrage nach Solarsilizium gerecht zu werden, erweiterten die Siliziumproduzenten später ihre Kapazitäten. 2006 war die Nachfrage der Photovoltaikbranche zum ersten Mal höher als die der elektronischen Industrie.
Ferros
Selbst „pures“ Gold ist mit einer Reinheit von 99,99 % im Vergleich mit eg-Si oder SGS immer noch unrein.
Selbst „pures“ Gold ist mit einer Reinheit von 99,99 % im Vergleich mit eg-Si oder SGS immer noch unrein.
Blog 14 Autor: John Mott Datum: 18 | 09 | 2008
Datum: 18 | 09 | 2008Solarvalue erwirbt Produktionsstätte in Slowenien
“Now we are ‘masters of our own house’ – um es einmal in meiner Muttersprache auszudrücken. Nach einer gründlichen Abwägung der Chancen und Risiken sowie der Durchführung einer detaillierten Kosten-Nutzen-Analyse, haben wir die Gelegenheit genutzt und zugegriffen: Die Entscheidung ist gefallen, einen großen Teil der TDR-Fabrik in Ruse zu kaufen. Hierzu zählen Grundstück, Gebäude, ein großer Lichtbogenofen und weitere Anlagen. Was mich besonders freut: wir übernehmen rund 60 Mitarbeiter von TDR, die sich im Umgang mit Lichtbogenöfen auskennen, und haben jetzt alle Kompetenzen unter einem Dach.
Noch im April dachten wir, die Pacht wäre die ideale Lösung. Mittlerweile haben wir erkannt, dass wir mit dieser strategischen Investition zukünftig über mehr Planungssicherheit und Flexibilität in der Umsetzung unserer Ziele verfügen. Gleichzeitig setzen wir in Ruse ein klares Zeichen für unser langfristiges Engagement. Wir werden hier zukünftig qualitativ hochwertiges Solarsilizium produzieren und können nach und nach die Produktion weiter ausbauen. Ebenso verfügen wir nun über den idealen Ausgangspunkt, um unser langfristiges Ziel zu erreichen – die Abdeckung aller für uns interessanten Wertschöpfungsstufen in der Solarindustrie: Die Herstellung von Ingots, Wafern, Zellen, Modulen sowie die Planung und Installation von Photovoltaik Anlagen.“
Noch im April dachten wir, die Pacht wäre die ideale Lösung. Mittlerweile haben wir erkannt, dass wir mit dieser strategischen Investition zukünftig über mehr Planungssicherheit und Flexibilität in der Umsetzung unserer Ziele verfügen. Gleichzeitig setzen wir in Ruse ein klares Zeichen für unser langfristiges Engagement. Wir werden hier zukünftig qualitativ hochwertiges Solarsilizium produzieren und können nach und nach die Produktion weiter ausbauen. Ebenso verfügen wir nun über den idealen Ausgangspunkt, um unser langfristiges Ziel zu erreichen – die Abdeckung aller für uns interessanten Wertschöpfungsstufen in der Solarindustrie: Die Herstellung von Ingots, Wafern, Zellen, Modulen sowie die Planung und Installation von Photovoltaik Anlagen.“
Blog 8 Autor: John Mott Datum: 26 | 07 | 2007
Datum: 26 | 07 | 2007Das klassische Produktionsverfahren für hochreines Silizium
Die Herstellung von hochreinem Silizium ist ein komplexes chemisches Verfahren. Anstelle von festem Silizium werden im klassischen Verfahren gasförmige Siliziumverbindungen als Zwischenstufe verwendet. Gase sind leicht zu reinigen – ein Beispiel dafür ist die Destillation von Wasser. Nach der Reinigung wird die gasförmige Verbindung wieder in festes Silizium umgewandelt.
Trichlorsilan (HSiCl3) ist die am häufigsten verwendete Siliziumverbindung, aber auch Tetrachlorsilan (SiCl4) und Silan (SiH4) werden eingesetzt. Lässt man diese Gase bei hohen Temperaturen über Silizium strömen, scheiden sie hochreines Silizium ab. In diesem energieintensiven Prozess kommen große Mengen von Gefahrstoffen wie Chlor und hochentzündlichem Silan zum Einsatz.
Die am weitesten verbreitete Technik ist das Siemens-Verfahren. Hochreine Siliziumstäbe werden bei 1150 °C mit Trichlorsilan versetzt. Das gasförmige Trichlorsilan zerfällt und scheidet an den Stäben zusätzliches Silizium ab, wodurch diese sich im Laufe der chemischen Reaktion vergrößern.
2 HSiCl3 → Si + 2 HCl + SiCl4.
Das Ergebnis ist eg-Si – Electronic-Grade-Silicon, das in elektronischen Geräten verwendet wird.
Trichlorsilan (HSiCl3) ist die am häufigsten verwendete Siliziumverbindung, aber auch Tetrachlorsilan (SiCl4) und Silan (SiH4) werden eingesetzt. Lässt man diese Gase bei hohen Temperaturen über Silizium strömen, scheiden sie hochreines Silizium ab. In diesem energieintensiven Prozess kommen große Mengen von Gefahrstoffen wie Chlor und hochentzündlichem Silan zum Einsatz.
Die am weitesten verbreitete Technik ist das Siemens-Verfahren. Hochreine Siliziumstäbe werden bei 1150 °C mit Trichlorsilan versetzt. Das gasförmige Trichlorsilan zerfällt und scheidet an den Stäben zusätzliches Silizium ab, wodurch diese sich im Laufe der chemischen Reaktion vergrößern.
2 HSiCl3 → Si + 2 HCl + SiCl4.
Das Ergebnis ist eg-Si – Electronic-Grade-Silicon, das in elektronischen Geräten verwendet wird.
Blog 9 Autor: John Mott Datum: 26 | 07 | 2007
Datum: 26 | 07 | 2007Chemische Alternativen zum Siemens-Prozess
Seitdem der Bedarf an Silizium für photovoltaische Anwendungen markant angestiegen ist, suchen Siliziumhersteller nach Alternativen zum Siemens- Verfahren. Ziel ist die Produktion von Solarsilizium (SGS oder solar grade silicon) bei gleichzeitiger Senkung der Kosten und des Energieverbrauchs. SGS erfüllt die Spezifikationen der Solarzellenhersteller, besitzt jedoch einen geringeren Reinheitsgrad als eg-Si.
Eine Alternative zum Siemens-Verfahren ist das Wirbelschichtverfahren, bei dem gasförmiges Silan von unten in den Reaktor eingeleitet wird, sich zersetzt und an kleinsten Siliziumkörnchen abscheidet. Diese vergrößern sich so zu Körnern und fallen als Solar-Siliziumgranulat auf den Reaktorboden. Im Vergleich zum Siemens-Verfahren können mit dem Wirbelschichtverfahren rund 10 % der Herstellungskosten eingespart werden.
Bei der Flüssig-Dampf-Ablagerung (Vapour to Liquid Deposition-Verfahren,
VLD) lässt man Trichlorsilan bei 1.500 °C von oben in eine Graphitröhre einströmen. Das flüssige Silizium aus dem Trichlorsilan kondensiert an der Innenwand der Röhre und läuft bis auf den Boden des Reaktors hinunter, wo es zu Solar-Siliziumgranulat erstarrt.
Ein Verfahren, bei dem durch die Reaktion von Siliziumtetrachlorid mit Zinkdampf bei 950 °C hochreines Silizium entsteht, lässt sich mit der folgenden chemischen Gleichung darstellen:
SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2.
Und schließlich kann in einem Rohrreaktor bei 800 °C Siliziumpulver produziert werden.
Eine Alternative zum Siemens-Verfahren ist das Wirbelschichtverfahren, bei dem gasförmiges Silan von unten in den Reaktor eingeleitet wird, sich zersetzt und an kleinsten Siliziumkörnchen abscheidet. Diese vergrößern sich so zu Körnern und fallen als Solar-Siliziumgranulat auf den Reaktorboden. Im Vergleich zum Siemens-Verfahren können mit dem Wirbelschichtverfahren rund 10 % der Herstellungskosten eingespart werden.
Bei der Flüssig-Dampf-Ablagerung (Vapour to Liquid Deposition-Verfahren,
VLD) lässt man Trichlorsilan bei 1.500 °C von oben in eine Graphitröhre einströmen. Das flüssige Silizium aus dem Trichlorsilan kondensiert an der Innenwand der Röhre und läuft bis auf den Boden des Reaktors hinunter, wo es zu Solar-Siliziumgranulat erstarrt.
Ein Verfahren, bei dem durch die Reaktion von Siliziumtetrachlorid mit Zinkdampf bei 950 °C hochreines Silizium entsteht, lässt sich mit der folgenden chemischen Gleichung darstellen:
SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2.
Und schließlich kann in einem Rohrreaktor bei 800 °C Siliziumpulver produziert werden.
Blog 10 Autor: John Mott Datum: 17 | 08 | 2007
Datum: 17 | 08 | 2007Solarsilizium aus Rohsilizium
Im Jahr 2006 wurden 4 Millionen Tonnen Rohsilizium (mg-Si) produziert, während die Produktion von teurem, hochreinem Silizium lediglich bei rund 45.000 Tonnen lag. Seit den 1980er Jahren erproben Ingenieure und Forscher immer neue Ansätze, bei denen billiges, in großen Mengen erhältliches mg-Si als Ausgangsmaterial verwendet und zu Solarsilizium (SGS) aufgereinigt wird.
Solarex und Siemens (München) entwickelten brauchbare Alternativen, aber damals war die Nachfrage aus der Photovoltaikbranche so gering, dass es einfacher war, den Ausschuss der Halbleiterindustrie zu verwenden. Seit SGS knapp geworden ist, untersuchen alte und neue Herstellerfirmen, wie man Solarsilizium aus Rohsilizium herstellen kann. Die folgenden Siliziumhersteller wurden im Februar 2007 in der Zeitschrift Photon aufgelistet:
Dow Corning (USA, Produktion in Brasilien)
Elkem (Norwegen)
JFE Steel (Japan)
Scheuten/Solarworld (Niederlande)
Southern Glass (China)
Solarvalue AG (Deutschland, Produktion in Slowenien)
Der Ansatz von Solarvalue hat zwei besondere Vorteile: Erstens sind wir durch unsere Mitarbeit an den Aktivitäten von Solarex in der 1980er Jahren mit dem Herstellungsverfahren vertraut. Und zweitens müssen wir nicht erst noch viel Zeit und Geld in den Bau neuer Produktionsstätten stecken.
Solarex und Siemens (München) entwickelten brauchbare Alternativen, aber damals war die Nachfrage aus der Photovoltaikbranche so gering, dass es einfacher war, den Ausschuss der Halbleiterindustrie zu verwenden. Seit SGS knapp geworden ist, untersuchen alte und neue Herstellerfirmen, wie man Solarsilizium aus Rohsilizium herstellen kann. Die folgenden Siliziumhersteller wurden im Februar 2007 in der Zeitschrift Photon aufgelistet:
Dow Corning (USA, Produktion in Brasilien)
Elkem (Norwegen)
JFE Steel (Japan)
Scheuten/Solarworld (Niederlande)
Southern Glass (China)
Solarvalue AG (Deutschland, Produktion in Slowenien)
Der Ansatz von Solarvalue hat zwei besondere Vorteile: Erstens sind wir durch unsere Mitarbeit an den Aktivitäten von Solarex in der 1980er Jahren mit dem Herstellungsverfahren vertraut. Und zweitens müssen wir nicht erst noch viel Zeit und Geld in den Bau neuer Produktionsstätten stecken.
Ferros
Lichtbogenöfen wie dieser können für die Herstellung von Rohsilizium eingesetzt werden.
Blog 11 Autor: John Mott Datum: 17 | 08 | 2007
Datum: 17 | 08 | 2007Die Siliziumproduktion weltweit
Seit Beginn des Photovoltaikbooms hat sich der Siliziummarkt dynamisch entwickelt und die meisten Kapazitätsvorhersagen haben sich als zu konservativ erwiesen. In den nur fünf Monaten zwischen den beiden Studien von Sun & Wind Energy (September 2006) und Photon (Februar 2007) erhöhte sich die Produktionsprognose um 10 %. Der Preis für ein Kilogramm hochreines Silizium der japanischen Tokuyama Corporation stieg innerhalb von drei Jahren um 45 % auf 50 Euro. Vereinzelt kletterte der Marktpreis sogar auf bis zu 150 Euro.
Während die Photovoltaikindustrie 2006 bereits 24.000 Tonnen Silizium abnahm, waren es in der Elektronikbranche nur 20.000 Tonnen. Einem jährlichen Wachstum von etwa 5 % in der Elektronikbranche, steht eine geschätzte Wachstumsrate von 25 bis 30 % für Solarsilizium gegenüber. Das würde im Jahr 2010 einer Siliziumproduktion von insgesamt 110.000 Tonnen entsprechen, von denen alleine 84.000 Tonnen für Photovoltaik-Anwendungen bestimmt sein sollen. Einige Analysten sind der Meinung, dass selbst diese hohe Zahl nicht ausreicht, um mit den Plänen der Solarzellenhersteller mitzuhalten. Offensichtlich wird die Nachfrage nach Silizium auf lange Sicht höher sein als die Produktionskapa- zitäten.
Die wichtigsten Hersteller 2006 waren:
Hemlock Semiconductor (USA)
Wacker Polysilicon (Deutschland)
REC Silicon (USA)
Tokuyama (Japan)
MEMC Electronic Materials (USA)
Genauso schwierig wie eine Vorhersage der benötigten Mengen ist auch die Einschätzung, wer die wichtigsten Hersteller der nächsten Jahre sein werden. Auf dem chinesischen Markt ließ man verlauten, der dortige Beitrag zur Siliziumherstellung könne 2010 bei 10.000 Tonnen liegen – dies würde im Vergleich zum Jahr 2006 (400 Tonnen) eine Steigerung um das 25-fache bedeuten.
Während die Photovoltaikindustrie 2006 bereits 24.000 Tonnen Silizium abnahm, waren es in der Elektronikbranche nur 20.000 Tonnen. Einem jährlichen Wachstum von etwa 5 % in der Elektronikbranche, steht eine geschätzte Wachstumsrate von 25 bis 30 % für Solarsilizium gegenüber. Das würde im Jahr 2010 einer Siliziumproduktion von insgesamt 110.000 Tonnen entsprechen, von denen alleine 84.000 Tonnen für Photovoltaik-Anwendungen bestimmt sein sollen. Einige Analysten sind der Meinung, dass selbst diese hohe Zahl nicht ausreicht, um mit den Plänen der Solarzellenhersteller mitzuhalten. Offensichtlich wird die Nachfrage nach Silizium auf lange Sicht höher sein als die Produktionskapa- zitäten.
Die wichtigsten Hersteller 2006 waren:
Hemlock Semiconductor (USA)
Wacker Polysilicon (Deutschland)
REC Silicon (USA)
Tokuyama (Japan)
MEMC Electronic Materials (USA)
Genauso schwierig wie eine Vorhersage der benötigten Mengen ist auch die Einschätzung, wer die wichtigsten Hersteller der nächsten Jahre sein werden. Auf dem chinesischen Markt ließ man verlauten, der dortige Beitrag zur Siliziumherstellung könne 2010 bei 10.000 Tonnen liegen – dies würde im Vergleich zum Jahr 2006 (400 Tonnen) eine Steigerung um das 25-fache bedeuten.
Blog 12 Autor: John Mott Datum: 02 | 10 | 2007
Datum: 02 | 10 | 2007Analystenbericht: Kurze Zusammenfassung
Im August 2008 hat ein Analyst der Investmentbank Landsbanki Kepler (covern Solarvalue) das Testlabor in den USA besucht. Im den folgenden Abschnitten geben wir Ihnen eine kurze Zusammenfassung der Eindrücke und Zukunftseinschätzungen der Solarvalue AG, welche die Bank in einem kurzen Report veröffentlicht hatte.
Der Experte bewertete die Anlage als sehr professionell, und von einem sehr erfahrenden Team geleitet. Er bekam den Eindruck, dass das Team vor Ort sehr routiniert arbeitet und dass mehrere Jahrzehnte Erfahrung im Bereich der Silikonentwicklung in dem Team vertreten sind (z.B. John Mott und Dr. Julio Bragagnolo).
Die Auswertung der Proben durch zwei unabhängige Institute in den USA zeigten, dass die Verringerung des Phosphorgehalts erfolgreich war. Die Analyse von mehr als 20 Proben brachte den Beweis, dass das Konzept der Phosphorbereinigung funktioniert. Der Phosphorgehalt wurde auf 2 ppmw (parts per million weight) und der Eisengehalt auf 0,05 ppmw in zwei Reinigungsdurchgängen reduziert. Landsbanki Kepler hat diese Ergebnisse mit denen von Timminco, einer in Kanada notierten Gesellschaft , verglichen. Timminco erreichte einen Phosphorgehalt von 1,5 bis 3 ppmw in drei Reinigungsschritten und hat für diese Siliziumqualität einen langfristigen Liefervertrag mit der deutschen Q-Cells AG geschlossen. Dieser Qualitätsvergleich zeigt, dass das Solarvalue-Verfahren zur Verringerung des Phosphorgehalts effektiv ist.
Phosphor und Bor sind die beiden kritischen Verunreinigungselemente im Solarsilizium.
Der Experte bewertete die Anlage als sehr professionell, und von einem sehr erfahrenden Team geleitet. Er bekam den Eindruck, dass das Team vor Ort sehr routiniert arbeitet und dass mehrere Jahrzehnte Erfahrung im Bereich der Silikonentwicklung in dem Team vertreten sind (z.B. John Mott und Dr. Julio Bragagnolo).
Die Auswertung der Proben durch zwei unabhängige Institute in den USA zeigten, dass die Verringerung des Phosphorgehalts erfolgreich war. Die Analyse von mehr als 20 Proben brachte den Beweis, dass das Konzept der Phosphorbereinigung funktioniert. Der Phosphorgehalt wurde auf 2 ppmw (parts per million weight) und der Eisengehalt auf 0,05 ppmw in zwei Reinigungsdurchgängen reduziert. Landsbanki Kepler hat diese Ergebnisse mit denen von Timminco, einer in Kanada notierten Gesellschaft , verglichen. Timminco erreichte einen Phosphorgehalt von 1,5 bis 3 ppmw in drei Reinigungsschritten und hat für diese Siliziumqualität einen langfristigen Liefervertrag mit der deutschen Q-Cells AG geschlossen. Dieser Qualitätsvergleich zeigt, dass das Solarvalue-Verfahren zur Verringerung des Phosphorgehalts effektiv ist.
Phosphor und Bor sind die beiden kritischen Verunreinigungselemente im Solarsilizium.
Blog 13 Autor: John Mott Datum: 01 | 09 | 2008
Datum: 01 | 09 | 2008Kommentar zum Markt für kristallines Solarsilizium
Der Engpass in der Photovoltaik-Branche ist nun schon seit einiger Zeit die Versorgung mit dem Rohstoff Solarsilizium. Daher ist es nicht verwunderlich, dass immer mehr Fabriken zur Herstellung des Grundstoffes den Markteintritt planen. Dies geschieht aus den unterschiedlichsten Gründen.
Erstens bauen die etablierten Hersteller wie z.B. Wacker, Hemlock, REC ihre Produktionsanlagen weiter aus. Zweitens steigen auch Hersteller von Solarzellen in die Rohstoffproduktion ein. Zum einen, weil sie nicht mehr bereit sind, die hohen Preise zu zahlen, und zum anderen, weil sie eine zuverlässige Lieferung an Solarsilizium in ausreichenden Mengen sicherstellen wollen. Und als drittes gibt es die Neueinsteiger in das Solarsiliziumgeschäft.
Gab es vor vier Jahren nur knapp ein Dutzend Siliziumhersteller, von denen sieben erwähnenswerte Menge produzierten, so waren es Ende 2007 schon 24. Die Zeitschrift „Photon geht in ihrer Mai-Ausgabe davon aus, dass sich diese Zahl bis Ende 2008 auf 70 bis 75 Produktionsfabriken erweitern wird. Inwieweit sich diese Prognosen auch tatsächlich erfüllen, hängt von der tatsächlichen Umsetzung der Kapazitätspläne ab.
Frau Boehringer, CEO der Solarvalue AG, nimmt dazu wie folgt Stellung: „Wir erleben selbst, dass Prognosen sich nicht immer zum gewünschten Zeitpunkt erfüllen. Beim Aufbau neuer Produktionskapazitäten stößt man regelmäßig an Grenzen und sieht sich unerwarteten Problemen ausgesetzt. Daher erwarten wir auch bei Wettbewerbern Verzögerungen beim geplanten Ramp-up und auch die ein oder andere Abkehr von den ursprünglichen Plänen zum Produktionsstart. Insofern gehen wir davon aus, dass die angekündigte Siliziumknappheit, entgegen einiger Marktprognosen, bis ins Jahr 2010 anhalten wird. Damit einhergehend erwarten wir auch für 2009 ein nur wenig verändertes Preisniveau bei Solarsilizium.
Erstens bauen die etablierten Hersteller wie z.B. Wacker, Hemlock, REC ihre Produktionsanlagen weiter aus. Zweitens steigen auch Hersteller von Solarzellen in die Rohstoffproduktion ein. Zum einen, weil sie nicht mehr bereit sind, die hohen Preise zu zahlen, und zum anderen, weil sie eine zuverlässige Lieferung an Solarsilizium in ausreichenden Mengen sicherstellen wollen. Und als drittes gibt es die Neueinsteiger in das Solarsiliziumgeschäft.
Gab es vor vier Jahren nur knapp ein Dutzend Siliziumhersteller, von denen sieben erwähnenswerte Menge produzierten, so waren es Ende 2007 schon 24. Die Zeitschrift „Photon geht in ihrer Mai-Ausgabe davon aus, dass sich diese Zahl bis Ende 2008 auf 70 bis 75 Produktionsfabriken erweitern wird. Inwieweit sich diese Prognosen auch tatsächlich erfüllen, hängt von der tatsächlichen Umsetzung der Kapazitätspläne ab.
Frau Boehringer, CEO der Solarvalue AG, nimmt dazu wie folgt Stellung: „Wir erleben selbst, dass Prognosen sich nicht immer zum gewünschten Zeitpunkt erfüllen. Beim Aufbau neuer Produktionskapazitäten stößt man regelmäßig an Grenzen und sieht sich unerwarteten Problemen ausgesetzt. Daher erwarten wir auch bei Wettbewerbern Verzögerungen beim geplanten Ramp-up und auch die ein oder andere Abkehr von den ursprünglichen Plänen zum Produktionsstart. Insofern gehen wir davon aus, dass die angekündigte Siliziumknappheit, entgegen einiger Marktprognosen, bis ins Jahr 2010 anhalten wird. Damit einhergehend erwarten wir auch für 2009 ein nur wenig verändertes Preisniveau bei Solarsilizium.
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