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Produzione silicio per FV

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  • Produzione silicio per FV

    Ciao atutti! in letteratura è abbastanza facile trovare testi e articoli che descrivono come si produce silicio di grado elettronico, i cui scarti sono utilizzati per la produzione di celle fotovoltaiche.

    tuttavia ho letto che il silicio elettronico è anche troppo puro ed è sufficiente silicio di "grado solare" meno puro, ma non ho trovato niente che mi dica come questo viene prodotto e come viene trattato! per arrivare al wafer per le celle

    chi mi può aiutare?

  • #2
    ciao hugh
    ti scrivo per dirti che ho lo stesso dilemma, so che è una produzione con più fasi, la prima fase è chimica e si conclude con una fase termica per la produzione del "lingotto", che poi viene tagliato in wafer.

    in Italia ci dovrebbe essere una sola società che lo produce. dovrebbe essere del gruppo ENI.

    a me interessa studiarlo per un test chimico

    se ti dovessero arrivare delle news per favore si gentile mi puoi informare grazie!

    mtz.mtz@libero.it

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    • #3
      Sicuramente si tratta della MEMC, con stabilimenti a Novara e a Merano. La fabbrica è anche visitabile.

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      • #4
        Livingreen grazie dell'info!

        sei per caso un chimico?

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        • #5
          Originariamente inviato da hugh Visualizza il messaggio
          abbastanza facile trovare testi e articoli che descrivono come si produce silicio di grado elettronico, i cui scarti sono utilizzati per la produzione di celle fotovoltaiche. vero
          tuttavia ho letto che il silicio elettronico è anche troppo puro ed è sufficiente silicio di "grado solare" meno puro Vero , ma non ho trovato ....
          il procedimento è lo stesso , semplicemente si tollerano più inquinanti ...
          sugli utimi numero di Phoon (italiano o inglese non ricordo) c'era un articolo interessante sulla produzione e sui costi

          se ti servono altre info chiedi

          Ciao da Recoplan

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          • #6
            Silicio

            Mr. Recoplan

            si ci sono varie fonti, ma ........ io e i miei colleghi cerchiamo un tecnico con cui discutere per fare dei test.....

            tu hai qualche idea?

            ciao

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            • #7
              Originariamente inviato da mtz.mtz Visualizza il messaggio
              si ci sono varie fonti, ma ........ io e i miei colleghi cerchiamo un tecnico con cui discutere per fare dei test.....
              che discussioni ?
              che test ?che idee?
              prova a parlarne : magari interessa .....

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              • #8
                Ciao Recoplan

                il tema della discussione è la produzione di silicio partendo da una silice pura

                il sotto prodotto di una prima lavorazione è sabbia SiO2 esente da inquinanti (metalli, carbonati ecc.) il minerale di partenza viene trattato chimicamente.

                abbiamo ipotizzato due linee produttive

                1 vetro e cristallo

                2 silicio

                - ti premetto che nei prossimi mesi installeremo un impianto pilota per la prima fase di lavorazione, quindi per i primi mesi del prossimo anno cerchiamo di avere le idee più chiare possibili sul "silicio".

                i quantitativi dell'impianto pilota sono circa 2000ton/anno di SiO2.

                se il processo ci garantisce l'ottimizzazione del ciclo produttivo, ovvero la completa trasformazione del 100% della materia prima, si prospettano volumi di 50.000ton/anno di SiO2.

                la fonte della materia prima ci garantisce largamente tali volumi.

                i test sono già iniziati presso una azienda che installerà l'impianto primario, entro il prossimo ottobre avremo dei riscontri.

                la silice ottenuta verrebbe lavata per eliminare i residui della prima lavorazione e a quel punto entrerebbe nella seconda fase di lavorazione per la trasformazione in silicio e vetro.

                la grammatura del minerale iniziale è circa 100/200 micron, a fine lavorazione possiamo scendere a 45micron. (la macinazione non è un problema).

                spero di averti dato sufficienti elementi, se hai bisogno di altre informazioni basta che chiedi!

                saluti

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                • #9
                  Originariamente inviato da mtz.mtz Visualizza il messaggio
                  il tema della discussione è la produzione di silicio partendo da una silice pura
                  il sotto prodotto di una prima lavorazione è sabbia SiO2 esente da inquinanti quanto pura ? (metalli, carbonati ecc.) il minerale di partenza viene trattato chimicamente.
                  il vostro processo che percentuale (ppm ) di inquinanti può garantire ?
                  la trasformazione da SiO2 in polisilcon (silico metallico) deve garantire una non contaminazione del silicio

                  Ciao da Recoplan

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                  • #10
                    Il ns. processo elimina la totali degli inquinanti,

                    è una serie di bagni in elettrolitici e successivamente in acidi,

                    lo scopo è il recupero del 100% degli "inquinati" contenuti nella SiO2

                    le analisi della materia prima indicano:

                    SiO2 80/84%
                    Ca 8/10%
                    vari 6/12%

                    il carbonato di calcio viene estratto dall'attacco acido.

                    per favore se mi dai dei parametri da verificare con il ns. tecnico, possiamo controllare se rientrimo nelle specifiche che richiede la trasformazione del silicio.

                    ciao a presto

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                    • #11
                      Originariamente inviato da mtz.mtz Visualizza il messaggio
                      Il ns. processo elimina la totali degli inquinanti
                      ... per favore se mi dai dei parametri da verificare con il ns. tecnico,
                      il parametro è uno solo : quante impurità ci sono nella SiO2 in PPM ?


                      Ciao da Recoplan

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                      • #12
                        chiederò al tecnico
                        appena ho news ti avverto
                        ciao

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                        • #13
                          Ciao Recoplan

                          il tecnico conferma che dai test effettuati si ottiene 0,00ppm, perchè l'attacco acido elimina tutti gli elementi inquinanti.

                          a dire il vero l'inquinate è la SiO2!

                          nei prossimi mesi lavoreremo per installare l'impianto pilota e allora vedremo l'effettiva efficienza.

                          se non ci si sente "buon 15-08" e buone vacanze se le fai

                          ciaoMtz

                          Commenta


                          • #14
                            Silicio - Wikipedia

                            ASPO Italia - Fotovoltaico e Silicio

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                            • #15
                              Originariamente inviato da mtz.mtz Visualizza il messaggio
                              il tecnico conferma che dai test effettuati si ottiene 0,00ppm
                              Grazie per la risposta ,
                              silcio metallico con impurità minori di 0,009 ppm si puo usare per impieghi solari ; avete una idea su come trasformare la SiO2 in silicio metallico senza "inquinaralo" ?

                              Ciao da Recoplan e buone ferie anche a voi

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                              • #16
                                Ben riletto Livingreen
                                allora come dire che: per fare il silicio abbiamo bisogno di H, per fare H abbiamo bisogno di e.e. che si ottiene dal fotovoltaico. è un equazione che non mi è nuova, vero Livingreen!?
                                diciamo che stai focalizzando il ns. obbiettivo H + Si
                                dobbiamo capire quanti pannelli vanno montati per produrre l'e.e. necessaria.
                                quanti Kwh servono per produrre 1mc di H, e con 1mc di H quanti Kwh / Kcal si producono.
                                Lo vedi che è una formula energetica che va applicata.
                                Non è importante che non sia economica, cmq serve per sviluppare tutto il progetto. la convenienza non la devi trovare su questa equazione ci sono le compensazioni industriali.
                                Quindi tu che la sai per favore ce la puoi completare codesta formuletta?
                                Livingreen grazie per tutto come sempre
                                Livingreen buon ferragosto
                                ciaoMtz

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                                • #17
                                  Ciao Recoplan
                                  se ci riesce vorremmo arrivare a 0,000ppm ora stiamo studiando il riciclo degli acidi che va montato alla fine del processo dell’attacco chimico della sabbia. Stiamo ottimizzato la granulometria dei granelli che va da 0 a 100 µm, questa dovrebbe essere la giusta granulometria che garantisce un completo attacco chimico dei granelli. A fine sett. avremmo i risultati dei test.
                                  Io personalmente mi occupo degli “inquinanti” della silice, tra di noi c’è un tecnico che qualcosa sa ma non conosce tutto l’iter per trasformate la silice in silicio metallico. Stavo pensando di fare prima a “rapirne” uno a caso!? Tu che ne pensi non si fa prima!?
                                  La sabbia dopo che ha subito l’attacco chimico diventa bianca sul trasparente, cristalli puri di quarzo, il collega quando rientra dalle ferie farà altre analisi, pensava di fare dei test, attacchi di acido fluoridrico per vedere se rimanevano dei residui, e poi far precipitare la soluzione
                                  Per quanto riguarda i tipi di forni, elettrico e o a H, a riverbero è uno spreco di calorie ma si può vedere. A ultrasuoni ho letto che non va bene, mi chiedo se ad induzione possa fungere? Devo chiedere se con una bella torcia al plasma possa evitare gli inquinamenti, che funziona lo so ma non conosco i risultati. A naso mi sembra che il forno elettrico è quello che da una certa garanzia. Ma confido sull’apporto di un tecnico già formato. Mica dobbiamo fare la formula della relatività! Per quella faremo una seduta spiritica con il vecchietto Albert sempre che ce la voglia dire
                                  A parte le battute qualsiasi idea ti viene in mente per collaborare ben venga ne discuteremo volentieri.
                                  salutoniMtz

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                                  • #18
                                    Il processo produttivo del silicio di grado elettronico e di quello di grado solare è lo stesso e il più utilizzato è il processo Siemens, noto dagli anni 50 e ottimizzato nel tempo.
                                    Il processo Siemens ha come materia prima il silicio metallurgico (Si-met) che ha diversi gradi di purezza che vanno dal 96% al 99%. Facendo reagire il Si-met con acido cloridrico (HCl) si ottiene un composto denominato triclorosilano (HSiCl3) che nella sua forma liquida può essere purificato tramite colonne di frazionamento. Una volta purificato si ottiene da esso, in reazione con idrogeno (H2), il silicio (detto polysilicon). In pratica è una reazione e la sua esatta contraria, parto da silicio e acido cloridrico e riottengo i medesimi, ma con il silicio purificato al grado desiderato:

                                    Si (Si-met) + 3HCl --> HSiCl3 + H2
                                    HSiCl3 + H2 --> Si (polysilicon) + 3HCl

                                    Dal grado di purificazione del triclorosilano e dalla velocità con cui faccio avvenire la seconda reazione posso ottenere Si (polysilicon) con diversi gradi di purezza, sia elettronico (9-11N) che solare (6-8N, con N si intende il numero di 9 nella purezza percentuale. Ex: 6N = 99,9999%).
                                    >>
                                    Per la quarzite 0,00 ppm vuol dire meno di 0,005 ppb se approssimi l’ultima cifra il che è una percentuale di purezza 99,99999%... diversa dalla percentuale che è scritta all’inizio.. forse mi è sfuggito qualcosa. Ad ogni modo la maggior parte delle impurezze che sono contenute nel Si-met non vengono dalla quarzite quanto dal coke (carbone, basti pensare all’impurezza carbonio che è uno dei parametri più importanti che influenzano la purezza del silicio) con il quale si fa reagire la quarzite nei forni ad arco:
                                    SiO2 + 2C --> Si + CO
                                    In più dire 0,00 ppm dice poco, bisogna vedere i valori impurezza per impurezza. In genere la quarzite trattata con processi idro-chimici può raggiungere (..che io sappia!?!..) questi valori:
                                    Boro < 0,04 ppm
                                    Fosforo 0.05 ppm
                                    Ferro < 0,03 ppm
                                    Allumino 7 ppm
                                    Calcio 0,5 ppm
                                    Titanio 1,2 ppm
                                    Cromo < 0,003 ppm
                                    >>
                                    Saluti
                                    Reds

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                                    • #19
                                      X DrReds

                                      grazie mille per le info che mi hai dato, ho girato il tutto all'analista, quando rientra dalle ferie metterà mano all'ICP e vediamo i risultati.

                                      la quarzite nn viene trattata con il sistema idro-chimico ma con acidi concentrati.

                                      le analisi che ho postato in precedenza sono del minerale prelevato in miniera, nn della quarzite dopo il lavaggio acido.

                                      la sabbia che ne risulta è fortemente acida quindi siamo costretti a trovare una diversa soluzione di partenza per il processo di trasformazione. la ns. idea è quella di lavorare tutto per via chimica ed evitare il passaggio ai forni ad arco.

                                      siamo orientati per un sistema elettrolitico, ma si vedrà quando rientrano tutti gli altri dalle ferie.

                                      se nel frattempo hai altre info o hai delle idee mi farebbe piacere discuterne.
                                      grazie mille per tutto!
                                      Mtz

                                      Commenta


                                      • #20
                                        Originariamente inviato da mtz.mtz Visualizza il messaggio
                                        grazie mille per le info che mi hai dato, ho girato il tutto all'analista, quando rientra dalle ferie metterà mano all'ICP e vediamo i risultati.

                                        la quarzite nn viene trattata con il sistema idro-chimico ma con acidi concentrati.

                                        le analisi che ho postato in precedenza sono del minerale prelevato in miniera, nn della quarzite dopo il lavaggio acido.

                                        la sabbia che ne risulta è fortemente acida quindi siamo costretti a trovare una diversa soluzione di partenza per il processo di trasformazione. la ns. idea è quella di lavorare tutto per via chimica ed evitare il passaggio ai forni ad arco.

                                        siamo orientati per un sistema elettrolitico, ma si vedrà quando rientrano tutti gli altri dalle ferie.

                                        se nel frattempo hai altre info o hai delle idee mi farebbe piacere discuterne.
                                        grazie mille per tutto!
                                        Mtz
                                        Lavorare tutto per via chimica senza passare per il forno ad arco?..urca.. sarebbe un risultato mica da poco.. l'unica cosa che ho sentito di questo tipo è un brevetto di tale Steve Amendola (la ditta, americana, si chiama RSI) che per trattamento di silice dice di riuscire a estrarre silicio puro a 6N.. !?!?!!?!... è un brevetto pubblicato nel settembre 2007...

                                        Cmq la tua (vostre) intenzione sembra interessante (ma lavori per un centro di ricerca o per un privato?).. io lavoro per un'azienda nell'ambito del silicio fotovoltaico ma mi interesso anche di misure su quarziti e quant'altro... sarei interessato ad approfondire la questione, magari ci sentiamo in privato..

                                        Saluti
                                        Reds

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                                        • #21
                                          Originariamente inviato da mtz.mtz Visualizza il messaggio
                                          Ciao Recoplan....
                                          novità ?
                                          ciao da Recoplan

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                                          • #22
                                            Ciao Recoplan ben tornato

                                            le novità sono:

                                            la settimana passata eravamo al CNR per avviare i test per la separazione del minerale in due gruppi di elementi, metalli da una parte e silicati dall'altra, i test li faremo per flottazione.

                                            nel frattempo in un altro laboratorio abbiamo fatto i test per la separazione e sublizzazione dei metalli. i test sono andati bene ma abbiamo ottenuto un residuo di lega di osmioiridio che ci ha creato un pò di crattacapi, il problema lo abbiamo risolto con un bel bagnetto di HF solubilizzando la silice, in questo modo aggiriamo il problema dei metalli pesanti e otteniamo una soluzione liquida a base silicato. non abbiamo ancora fatto la precipitazione della silice perchè aspettiamo il risultato delle analisi che ci verranno consegnate la prox settimana.

                                            se il risultato è ok dovremmo ottenere una silice amorfa molto pura.

                                            questa settimana abbiamo anche presentato la relazione per l'ottenimento delle autorizzazioni e per la prox settimana dovremmo aver le idee più chiare se ci fanno installare l'impianto pilota, come tempi sono molto rapidi max in 2 mesi otteniamo le autorizzazioni.

                                            poi la prima settimana di ott dovremmo fare un saltino presso la miniera per sbrigare le ultime incombenze per l'esportazioni.

                                            se le cose vanno per il verso giusto entro Natale montiamo i primi macchinari.

                                            lo so che andiamo lenti come una lumaca zavorrata in salita e con mille interruzioni, solo per fare le analisi e contro analisi perdiamo un sacco di tempo.

                                            cmq andiamo avanti.

                                            appena ho altre news le posto. se hai qualche suggerimento o idea fammelo sapere.

                                            ciao a presto
                                            Mtz

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