Solare Zukunft mit metallurgischem Silizium
Durch die Knappheit von Silizium sind auch Photovoltaik-Module knapp. Auch wenn Silizium in zwei Jahren wieder ins ausreichenden Mengen zur Verfügung stehen soll, müssen bis dahin Auswege gefunden werden. Der eine Weg ist die Dünnschicht-Technologie, auf die viele Unternehmen setzen, der andere Weg ist die metallurgische Siliziumgewinnung.
Laut Wikipedia gibt es Silizium in unterschiedlichen Reinheitsformen. Die höchste Reinheit hat das Halbleitersilizium, dann kommt das Solarsilizium mit 99,99% Reinheit und das Rohsilizium mit 98-99% Reinheit. Für photovoltaische Anwendungen muss das Rohsilicium jedoch weiter zum Solarsilicium (Sisg) gereinigt werden.
Wie jetzt auch Rohsilizium oder sogenanntes „schmutziges Silikon“ eingesetzt werden kann, möchte ich in folgenden Textauszügen ausführen:
In der mitteldeutschen Zeitung war im Februar folgender Text zu finden:
Der Solarzellenhersteller Q-Cells rechnet wegen eines langfristigen Liefervertrages für metallurgisches Silizium in den nächsten Jahren mit tausenden neuen Arbeitsplätzen am Standort Thalheim (Landkreis Bitterfeld)…..Die sichere Versorgung mit Silizium gilt als wichtiger Erfolgsgarant in der Solarbranche, da der Rohstoff wegen des Booms knapp geworden ist. Bisher wurde den Angaben zufolge vorwiegend das in seiner Herstellung sehr aufwendige multikristalline Silizium zur Solarzellenproduktion verwendet. Es sei aber bewiesen, dass mit metallurgischem Silizium vergleichbare Wirkungsgrade und Erträge erreicht werden können, sagte Dietrich.
Die Zeitschrift „neue energie“ schreibt über das metallurgische Silizium:
Zwar wird der Rohstoff bei diesem Verfahren nicht – wie bei dem herkömmlichen Siemens-Verfahren – in großen Reaktoren chemisch aufbereitet, sondern direkt gereinigt. Das spart Zeit und Energie. Die für die Photovoltaik nötigen Reinheitsgrade zu erreichen, erzwingt dennoch ein aufwändiges Verfahren: diverse Erhitzungs, Schmelz- und Raffinierschritte sind notwendig.
Das hört sich so an, als würde sich das metallurgische Silizium auch langfristiger halten können oder gegen reineres Silizium durchsetzen, wenn Zeit und Energie in der Produktion eingespart werden kann.
Folgende Beschreibung des metallurgischen Siliziums habe ich bei der Ruhr-Uni Bochum zu finden:
Solarzellenhersteller bezogen lange Reinstsilizium von der Elektronikindustrie. Bei der Herstellung von Computerchips wird so reines Silizium benötigt, daß bei seiner Aufbereitung jede Menge Abfallprodukte entstehen. Sie sind für Solarzellen rein genug.
Reinst? Nein! Rein reicht
Silizium ist das häufigste auf der Erde vorkommende Element, allerdings nicht rein, sondern in Verbindung mit Sauerstoff – als Siliziumdioxid oder Quarz (SiO2). In großen Öfen reagiert Quarz mit Ruß (Kohlenstoff) zu 98 Prozent reinem Silizium (Si) und Kohlendioxid (CO2). Für die Elektroindustrie muß dieses „metallurgische“ Silizium dann in einem teuren und energieaufwendigen Verfahren zu 99,9999999 prozentigem Reinstsilizium aufgereinigt werden. Dieser Grad an Reinheit ist aber für die Photovoltaik nicht notwendig. Außerdem wäre eine kostengünstigere und mit weniger Energieaufwand verbundene Siliziumreinigung mehr als wünschenswert.
Dazu passt die Meldung, die ich bei evertiq heute gefunden habe
Der Weltmarkt für Solarzellen wird 2020 den klassischen Halbleitermarkt überholen. Dies prognostiziert Eicke Weber, Leiter des Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme (ISE) in einem Interview mit dem Solarpraxis Verlag. Während das Volumen des Solarmarkts weltweit heute noch bei 14 Milliarden Euro liege, soll der Umsatz bis 2020 auf über 250 Milliarden Euro steigen, meint der Wissenschaftler.
Einen erheblichen Anteil am Marktwachstum soll laut Weber der verstärkte Einsatz von Zellen mit speziell gereinigtem metallurgischem Silizium haben. Diese Zellen, die das so genannte „Dirty Silicon“ enthalten, würden sich mittelfristig bei Preisen zwischen zehn und 30 US-Dollar pro Kilogramm einpendeln – während rein kristallines Silizium auf dem Markt für 150 bis 200 US-Dollar gehandelt werde. Er erwartet, dass bis 2015 rund die Hälfte aller Solarzellen aus dem neuen Material gefertigt werden.
Diese sinkenden Preise würden damit massiv den Absatz fördern. „Dreh- und Angelpunkt des Solarbooms sind die Kosten für Zellen und Module“, so Weber im Interview. Er erwartet, dass etwa ab 2015 die Preise unter einen Euro für jedes installierte Watt Solarstromleistung rutschen. Damit wären Solarzellen konkurrenzfähig zu fossilen Technologien der Energieerzeugung.