Bien que l'énergie solaire photovoltaïque soit largement disponible et qu'elle respecte l'environnement, cette énergie est souvent beaucoup plus chère à produire que l'électricité en provenance d’autres sources. L’une des raisons de cet état de fait est l'importante quantité d'énergie nécessaire pour produire un silicium suffisamment pur pour pouvoir être utilisé dans les produits solaires.
Il y a six ans, REC a décidé de relever ce défi en introduisant une nouvelle technologie. Depuis, nous avons développé une technologie de nouvelle génération avec le réacteur de type FBR permettant de raffiner le silicium de façon unique. Le processus FBR permet de produire un silicium répondant aux exigences de qualité des applications solaires à un coût inférieur aux technologies traditionnelles et en utilisant 80 à 90 % d'énergie en moins que la méthode Siemens. Nous espérons que notre première unité de raffinement du silicium basée sur la technologie FBR sera commercialement opérationnelle lors du troisième trimestre 2009.
Technologie FBR |
Technologie SIEMENS |
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- Production continue
- Efficacité énergétique
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- Production par lots
- Haute consommation énergétique
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Réduction de la consommation énergétique
Il existe de nombreuses méthodes de raffinement du silicium et toutes nécessitent un apport énergétique important. La réduction de ce besoin énergétique est un véritable défi compte tenu de l'évolution de la consommation énergétique globale et de la protection de l'environnement. Le processus de type Siemens qui est utilisé de façon standard dans l'industrie, y compris par REC, peut-être un décrit de la façon suivante : il surchauffe un gaz de silicium et des bâtonnets récepteurs dans un réfrigérateur géant. Dans cette méthode, un composé de silicium gazéifié, c'est-à-dire soit du gaz silane (SiH4), soit du trichlorosilane (SiHCl3) est injecté dans une chambre surchauffée qui contient des bâtonnets de silicium. Le gaz sublimé dépose du silicium pur sur ces bâtonnets mais pour que cette réaction fonctionne, il est en même temps nécessaire de s'assurer que les parois de la chambre de réaction soient réfrigérées pour éviter tout dépôt de silicium sur celles-ci. Il est ainsi évident que ce procédé demande une importante quantité d'énergie pour chaque unité de silicium produite.
La technologie du réacteur à lit fluidifié REC a ainsi permis de réaliser une importante avancée technologique dans le domaine de la purification du silicium à basse consommation énergétique. En lieu et place des bâtonnets, la technologie FBR utilise des granulés de silicium purifié. Ces granulés alimentent une chambre de réaction contenant du gaz silane mis à température et qui pénètre la chambre par le bas, avant d'être évacué par le haut. Le flux de gaz permet une « fluidification » des granulés de silicium qui se comportent alors comme un liquide lorsque le gaz silane se dégrade et dépose des couches de silicium sur ceux-ci. Suite à ce processus, les granulés deviennent de plus en plus gros et de plus en plus lourds avant de sortir de la chambre de réaction lorsqu'ils ont atteint une taille suffisante. Lorsque les granulés siliconés issus de la réaction sortent de la chambre, de nouveaux granulés et du gaz sont réintroduits pour permettre au processus de continuer.
Le procédé FBR est ainsi plus efficace pour plusieurs raisons. Tout d'abord il évite tout gaspillage d'énergie en mettant le gaz chauffé et le silicium en contact avec des surfaces froides. Ensuite, ce procédé permet de produire plus de silicium par mètre cube d'espace de réaction que le procédé classique, parce que les cristaux de silicium ont une surface totale plus importante que les bâtonnets utilisés dans le processus Siemens. Enfin, ce processus permet une production continue au lieu de la production par lots du processus classique, ce qui permet de minimiser le temps nécessaire à la maintenance.
La préparation à la production FBR
L’entreprise REC est actuellement pratiquement prête à implémenter la technologie FBR. Nous avons d'ores et déjà fait fonctionner une unité d'essais pendant quatre ans et nous avons maintenant terminé la construction d'une unité de production grandeur nature de raffinement de silicium basée sur la technologie FBR à Moses Lake, dans l'État de Washington, USA. La nouvelle unité de production FBR doit commencer à fonctionner normalement à partir du troisième trimestre 2009.