تولید سیلیکون مورد استفاده در پنلهای خورشیدی یک فرآیند چند مرحلهای و پیچیده است که شامل استخراج، تصفیه و پردازش سیلیس (SiO₂) میشود. در ادامه، مراحل اصلی آمادهسازی سیلیس برای تولید پنلهای خورشیدی توضیح داده شده است:
منابع سیلیس: سیلیس عمدتاً از ماسه کوارتزی با خلوص بالا استخراج میشود. این ماسهها باید دارای درصد خلوص سیلیکا بالایی باشند (بیش از 95%) و ناخالصیهای کمی مانند آهن، آلومینیوم، و سایر مواد معدنی داشته باشند.
استخراج: ماسههای کوارتزی از معادن استخراج و به کارخانههای فرآوری منتقل میشوند.
شستشو و حذف ناخالصیها: سیلیس استخراج شده ابتدا شسته و تمیز میشود تا ناخالصیهای سطحی و مواد ارگانیک از آن جدا شود. سپس به کمک فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی، ناخالصیهای فلزی و سایر مواد معدنی از سیلیس حذف میشود.
کاهش کاربوترمالی: سیلیس خالص در کورههای مخصوص به همراه کربن (زغالسنگ یا کک) در دمای بالا (بیش از 2000 درجه سانتیگراد) حرارت داده میشود. در این فرآیند، اکسیژن از سیلیس جدا شده و سیلیکون متالورژیکی (MGSi) به دست میآید.
سیلیکون متالورژیکی (MGSi): سیلیکون متالورژیکی بهدستآمده، دارای خلوص نسبی است که برای تولید سلولهای خورشیدی کافی نیست. بنابراین، این سیلیکون باید بیشتر تصفیه شود.
تصفیه به روش سیمنز (Siemens Process): در این مرحله، سیلیکون متالورژیکی در حضور کلر و هیدروژن در دمای بالا به تریکلروسیلان (SiHCl₃) تبدیل میشود. این گاز سپس تقطیر شده و ناخالصیها حذف میشوند. در نهایت، تریکلروسیلان مجدداً به سیلیکون خالص و هیدروژن تجزیه میشود که به آن سیلیکون خورشیدی (SolarGrade Silicon) میگویند.
بلورینسازی: سیلیکون خورشیدی خالص در فرآیندی به نام “بلورینسازی” به حالت جامد در میآید و به صورت شمشهای سیلیکونی (اینگاتها) شکل میگیرد. در این مرحله، بسته به نوع پنل، از روشهایی مانند Czochralski برای تولید مونوکریستالین و یا ریختهگری برای تولید پلیکریستالین استفاده میشود.
برش ویفرها: شمشهای سیلیکونی به صورت ورقههای بسیار نازک (ویفرها) برش داده میشوند. این ویفرها سپس به سلولهای خورشیدی تبدیل میشوند.
سیلیس مورد استفاده برای تولید سیلیکون خورشیدی باید دارای ویژگیهای خاصی باشد تا بتواند به صورت بهینه در پنلهای خورشیدی استفاده شود:
خلوص بالا:
خلوص سیلیکون: سیلیکون خورشیدی باید خلوصی در حد 99.9999% (یا 6N) داشته باشد. این میزان خلوص برای به حداقل رساندن تلفات انرژی و بهبود کارایی سلولهای خورشیدی ضروری است.
خلوص سیلیس اولیه: سیلیس مورد استفاده برای تولید این سیلیکون باید خلوصی در حدود 98% تا 99% داشته باشد و میزان ناخالصیهای فلزی و غیر فلزی آن باید بسیار پایین باشد.
محتوای پایین فلزات سنگین:
آهن (Fe): وجود آهن در سیلیس میتواند منجر به کاهش کارایی سیلیکون خورشیدی شود، بنابراین باید تا حد امکان حذف شود.
آلومینیوم (Al): مشابه آهن، آلومینیوم نیز یکی از ناخالصیهای مهمی است که باید در مراحل تصفیه از سیلیس حذف شود.
ساختار کریستالی:
بلورین بودن: سیلیس باید دارای ساختار بلوری مناسب باشد تا در فرآیندهای تولید سیلیکون خورشیدی بهدرستی عمل کند. برای تولید سیلیکون مونوکریستالین، سیلیس با ساختار کریستالی خالصتر و منظمتر نیاز است.
اندازه ذرات و پایداری فیزیکی:
اندازه ذرات: سیلیس باید به اندازه کافی ریز باشد تا در فرآیندهای حرارتی و شیمیایی بهخوبی واکنش نشان دهد. اندازه ذرات باید بهطور یکنواخت باشد تا فرآیند تصفیه و تبدیل به سیلیکون بهصورت بهینه انجام شود.
پایداری فیزیکی: سیلیس باید در دماهای بالا پایداری خود را حفظ کند و دچار تغییرات فاز ناخواسته نشود.
شفافیت و انتقال نور:
شفافیت: در مرحله تولید شیشههای پوششدهنده پنلهای خورشیدی، سیلیس با شفافیت بالا به کار میرود تا حداکثر مقدار نور خورشید به سلولهای خورشیدی برسد.
عدم تضعیف نور: سیلیس مورد استفاده نباید خاصیتی داشته باشد که باعث تضعیف یا پراکندگی غیرضروری نور شود.
مقاومت در برابر حرارت:
پایداری حرارتی: سیلیس باید بتواند در فرآیندهای دما بالا مانند ذوب و بلورینسازی بدون ایجاد تغییرات نامطلوب در ساختار خود، عمل کند.
جمعبندی
سیلیس به عنوان ماده اولیه در تولید پنلهای خورشیدی، باید دارای خلوص بالا و خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی باشد تا بهینهترین عملکرد را در تولید سیلیکون خورشیدی ارائه دهد. فرآیندهای پیچیدهای که سیلیس را به سیلیکون خورشیدی تبدیل میکنند، نیازمند دقت بالا و حذف کامل ناخالصیها هستند تا نهایتاً محصولی با کیفیت بالا و بازدهی مناسب در تولید انرژی خورشیدی به دست آید.
لازم به ذکر است ، شرکت کیمیا کانی نصر ماده معدنی سیلیس با کیفیت مناسب را به صورت عمده موجود و بفروش میرساند . جهت استعلام قیمت و مشاوره رایگان تلفنی با شماره های ذیل تماس حاصل فرمایید .
شماره تماس های شرکت :
۰۲۱-۸۸۲۴۸۶۳۹ ۰۲۱-۸۸۲۴۰۴۸۰
جهت ارتباط با واتس اپ ۰۹۰۲۱۲۰۵۴۵۷
