Unser Flussbettreaktor-Verfahren

Obwohl Photovoltaik-Solarenergie überall verfügbar und umweltfreundlich ist, kommt sie immer noch teurer als viele konkurrierende Energiequellen. Ein Grund dafür ist der hohe Energiebedarf für die Herstellung von Silizium mit einem ausreichenden Reinheitsgrad für Solar-Produkte. 

Vor sechs Jahren beschloss REC, diese Herausforderung anzunehmen. In diesem Zeitraum haben wir unser einzigartiges, zukunftsweisendes Verfahren zur Silizium- Raffination mit einem Wirbelschichtreaktor entwickelt. Mit dem WSR-Verfahren können wir Solarsilizium zu geringeren Kosten produzieren und brauchen gleichzeitig 80-90 Prozent weniger Energie als die traditionelle Methode der Siemens-Silizium-Raffination. Wir planen, dass unsere Silizium-Raffinerie im dritten Quartal 2009 die volle kommerzielle Produktion auf der Grundlage dieses Verfahrens aufnimmt. 

Verringerter Energieverbrauch

Es gibt bereits viele Methoden zur Raffination von Silizium, die alle große Mengen an Energie benötigen. Dies ist angesichts wachsender Sorgen um die Umwelt und des steigenden Energieverbrauchs eine Herausforderung. Der Siemens-Prozess, der von den meisten Unternehmen der Branche – auch REC – verwendet wird, beruht – einfach ausgedrückt – auf der Überhitzung von Siliziumgas und Impfkristallen in einem riesigen Kühlschrank. Bei dieser Methode wird eine vergaste Siliziumverbindung – entweder Silangas (SiH4) oder Trichlorsilan (SiHCl3) – in eine überhitzte Kammer geschickt, die Impfkristalle aus Silizium enthält. Das erhitzte Gas lagert reines Silizium auf diesen beheizten Stäben ab. Doch gleichzeitig müssen die Wände der Kammer gekühlt werden, damit sich an ihnen kein Silizium ablagert. Augenscheinlich verbraucht dieses Verfahren große Mengen an Energie pro Einheit hergestelltem Silizium.

Mit dem Wirbelschichtreaktor hat REC einen Meilenstein in der energieschonenden Silizium-Reinigung gesetzt. Anstelle von Impfkristallstangen verwendet FBR Impfkristall-Granulat aus gereinigtem Silizium. Das Impfkristall-Granulat wird in eine Kammer geführt, in die von unten erhitztes Silangas eingeleitet wird, das an der Oberseite wieder austritt. Die dabei entstehende Strömung des Gases „wirbelt“ das Silizium-Granulat auf, wodurch es wie eine Flüssigkeit strömt, während das Silangas zerfällt und Silizium-Schichten auf auf dem Granulat ablagert. Die Körner werden immer größer und schwerer und verlassen die Kammer, sobald sie groß genug sind. Anschließend wird neues Granulat und Gas in die Kammer eingeführt, und der Vorgang wird fortgesetzt.

Der WSR ist aus mehreren Gründen effizienter: Erstens verschwendet er keine Energie, indem erhitztes Gas und Silizium in Kontakt mit kalten Flächen gebracht wird. Zweitens produziert er mehr Silizium pro Kubikmeter Reaktorraum, weil die Silizium-Kristalle eine größere Fläche als die im Siemens-Verfahren verwendeten Stäbe haben. Und schließlich erfolgt die Herstellung als kontinuierlicher Prozess und nicht in Chargen, so dass keine Intervalle für Anhalten und Starten der Produktion anfallen.

Vorbereitungen für die FBR-Produktion

Die Umsetzung der WSR-Technologie von REC steht derzeit in der Endphase. Nach einem erfolgreichen vierjährigen Testbetrieb unserer Versuchsanlage ist nun auch der Bau einer neuen, für die Großserienfertigung ausgelegten WSR-Silizium-Raffinerie in unserem Werk in Moses Lake (US-Bundesstaat Washington) abgeschlossen. Die neue Anlage soll im dritten Quartal 2009 die Produktion aufnehmen.