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Weitreichende Erfahrungen bei der Planung von Anlagen für die Solarindustrie.
Die Sonne ist Dreh- und Angelpunkt unseres Lebens. Ihre nahezu unerschöpfliche Kraft ist Antrieb für viele Ideen und Entwicklungen. Für unsere Kunden ist sie eine wertvolle Energiequelle, die in Form von elektrischem Strom, Wärme oder chemischer Energie technisch genutzt werden kann.
Sonnenstrahlen sind elektromagnetische Wellen. Die Energiemenge, die jährlich auf die Erdoberfläche trifft, ist mehr als 5.000 mal größer als der Energiebedarf der gesamten Menschheit. Durch die Sonnenenergie konnte der CO2-Ausstoß in den vergangenen Jahren stetig spürbar reduziert werden. Umwelt- und Ressourcenschonung sind nur zwei Vorteile die aus der Nutzung von Sonnenenergie entstehen.
EPC kann auf langjährige und weitreichende Erfahrungen bei der Planung von Anlagen für die Solarindustrie zurückblicken, sei es für Anlagen zur Herstellung von Reinstsilicium oder Solarfabriken für die Ingot-, Wafer- und Modulproduktion. Auch bei wichtigen Nebenprozessen wie Slurry-Handlingsysteme, Abgasreinigung, Monosilan- und Gefahrstofflager oder Ver- und Entsorgungssysteme stehen wir Ihnen mit unserem gesamten Know-how in der Planung, Lieferung, Inbetriebnahme und Wartung zur Seite. Von der Projektidee zum fertigen Konzept ist die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung entlang der gesamten Wertschöpfungskette der alles entscheidende Ansatz, damit sich Ihre Anlage langfristig am Markt behaupten und profitabel wirtschaften kann.
Silicium-Ingots- /Wafer-/ Zellen-/ Modulfabriken
Polysilicium wird zunächst in hierfür entwickelten Kristallisationsöfen zu Ingots (Blöcke oder Säulen aus mono- oder multikristallinem Silicium) verarbeitet. Die Silicium-Stäbe werden hierfür zerkleinert und in einem Quartztiegel geschmolzen. Daraufhin wird es langsam abgekühlt, hierbei entstehen die Siliciumblöcke. Mit Hilfe von Diamantdrahtsägen werden die Ingots in mehrere gleichgroße Quader, in sogenannte Bricks, geschnitten. Aus den Bricks werden hauchdünnen Siliciumplatten gesägt. Diese Wafer werden anschließend gereinigt und auf Sägeschäden geprüft. Es folgt eine chemische Reinigung und die anschließende Texturierung raut die Oberfläche auf, so dass die Lichteinkopplung in der Solarzelle erhöht wird. In einem Diffusionsofen werden die Wafer phosphorhaltigem Gas ausgesetzt, was für die Dotierung zur Verbesserung der Absorption des Sonnenlichtes sorgt. Diese und die elektrischen Eigenschaften werden weiterhin erhöht, indem eine Antireflexbeschichtung auf der Vorderseite der Wafer aufgebracht wird. Um Rekombinationsverluste und Kurzschlüsse zu vermeiden werden die Vorder- und die Rückseite der Zellen elektrisch isoliert. Die fertigen Zellen sind nun bereit zur Modulverarbeitung.
Die EPC Group bietet ihren Kunden umfassendes Know-how bei der Errichtung von Anlagen für die Solarindustrie entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Wir planen Anlagen für die Herstellung von Ingots, Wafern, Zellen und Modulen, inklusive aller Nebenanlagen zur Abluft- oder Abwasserbehandlung, redundanten Stromversorgung, Gefahrstofflager und Handlingsysteme für Trichlorsilan, Monosilan und weiterhin notweniger Stoffe. Wir stehen Ihnen als erfahrener Generalplaner für den Neubau, den Ausbau und die Erneuerung Ihrer Solarfabrik in allen Punkten zur Seite.
EPC Exclusives
Innovative Technologien über Trichlorsilan und Monosilan
Das Verfahren zur Herstellung von Reinstsilicium aus metallurgischem Silicium beruht auf der thermischen Zersetzung von hochrein rektifizierten Chlorsilanen bzw. Silanen zu Silicium, unter Abspaltung und Rückführung von gasförmigen Nebenprodukten. Die kommerziell übliche Technologie verläuft über die Herstellung von Trichlorsilan im Wirbelschichtreaktor aus metallurgischem Rohsilicium und Chlorwasserstoff mit anschließender mehrstufiger Rektifikation des Trichlorsilans bis zur erforderlichen Reinheit für die gewünschte Anwendung (solar grade, electronic grade). Bei der Verwendung von Trichlorsilan für die thermische Zersetzung zu Silicium bei 900 °C im CVD-Reaktor (chemical vapor deposition) entsteht ein Gemisch aus gasförmigen Nebenprodukten, welches zur Rückführung in den Prozess aufbereitet werden muss (vent gas recovery). Der von uns optimierte Prozess der Herstellung von Reinstsilicium über Monosilan bietet eine wesentlich höhere Effektivität (Temperaturen von lediglich ca. 600 °C, Abscheidegrad von nahezu 100 % im Vergleich zu 25 %). Die Gewinnung von Monosilan erfolgt durch Disproportionierung von Trichlorsilan mit Kreislaufführung der Disproportionierungsprodukte, Trichlorsilan wird also in beiden Verfahren benötigt.
Vent-Gas-Recovery-Anlagen inkl. Rektifikationseinheiten
Das Produktgasgemisch aus der thermischen Zersetzung von Trichlorsilan im CVD-Reaktor (chemical vapor deposition) muß wieder in seine Bestandteile zerlegt werden, um entsprechende Produktkreisläufe installieren zu können. Das Monosilan-Verfahren bedarf dieser Kreisläufe nicht, die Vent Gas Recovery ist aber ebenfalls Bestandteil unseres Leistungsspektrums.
Gefahrstofflager inkl. Monosilan-Lager & -Handlingssysteme
Das Monosilan-Synthesegas wird in vakuumisolierten Behältern bis zur weiteren Verarbeitung bzw. Abfüllung zwischengelagert. Die Behälter besitzen neben einem Druckaufbauverdampfer auch eine Kühlschlange im Inneren des Behälters, um eine Kühlung zu ermöglichen. Die Behälter sind eine Sonderanfertigung unserer Tochterfirma Cryotec, die sich auf kryogene Spezialanwendungen spezialisiert hat.
Optimierte Prozessführung durch Wirbelschichtreaktor-Technologie (FBR-Anlagen)
Sowohl bei der Herstellung von Trichlorsilan aus Rohsilicium mit HCl im Wirbelschichtreaktor als auch bei der Disproportionierung von Trichlorsilan entsteht insbesondere Siliciumtetrachlorid als Nebenprodukt. Die thermische Zersetzung von Trichlorsilan im CVD-Reaktor liefert ebenfalls erhebliche Mengen an Siliciumtetrachlorid. Das Siliciumtetrachlorid wird über einen sogenannten Konvertierungsreaktor mit Wasserstoff zum Trichlorsilan umgesetzt. Dieser Prozess kann homogen mit Wasserstoff bei ca. 1.000 °C in Graphitreaktoren geführt werden. Wir wenden die elegantere heterogene Prozessführung im Wirbelschichtreaktor unter Einspeisung von Silicium an.
Dipl.-Ing. Franz-Josef Willems
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