Zitat von DerMixer;58260...und eine andere Frage... Kann man aus jedem Silizium Solarzellenmachen?
Hallo,
speziell im Fall der Stromerzeugung in der Wüste ist das egal: dort sollen überwiegend solarthermische Kraftwerke gebaut werden: Parabolrinnen-Kraftwerke und Heliostaten-Kraftwerke. In beiden wird Sonnenlicht gebündelt, um eine zirkulierende Flüssigkeit (ironischerweise ein Öl) auf 400°C zu erhitzen, mit der wiederum über Wärmetauscher Dampf erzeugt wird, der Turbinen antreibt, also ganz konventionelle Stromerzeugung am Ende. Nebenbei lädt man sog. Salzschmelze-Wärmespeicher auf, um z.B. auch Nachts oder bei bedecktem Himmel Strom erzeugen zu können.
Zum Silizium: Rohsilizium wird aus Quarzsand (chemisch Siliziumdioxid) in einer reduzierenden Reaktion mit Koks bei 2000°C hergestellt. Um reines Silizium zu bekommen, lässt man es mit Chlorwasserstoff (HCl) reagieren, dabei entsteht Trichlorsilan (SiHCl3) und Wasserstoff (H2). Beides leitet man dann in einen auf 1000°C aufgeheizten Reaktor, in dem sich Stäbe aus Reinsilizium befinden. Daran scheidet sich reines, noch polykristallines Si ab und der Wasserstoff rekombiniert wieder mit dem Chlor und bildet HCl, was man für die erste Reaktion mit dem Rohsilizium wiederverwenden kann. Das polySi kann man schon für die Herstellung amorpher und polykristalliner Solarzellen verwenden, will man monokristallines Si, muss man das polySi bei 1400°C einschmelzen und steckt einen sog. "Impfkristall" aus reinem monokristallinen Si in die flüssige Schmelze. Nun zieht man diesen Kristall ganz langsam wieder aus der Schmelze, während sich die Schmelze an diesem Impfkristall anlagert und dessen Kristallgitterorientierung nachbildet. Es wächst auf diese Weise ein beeindruckend grosser und zentnerschwerer Einkristall (also monokristallines Si) in Form einer runden z.B. 30cm dicken und 1-2m langen "Wurst" heran, die nach dem Erstarren und Abkühlen wie eine Salami in Scheiben geschnitten wird, die Scheiben nennt man Wafer. Darauf kann man Mikrochips herstellen oder eben Solarzellen (die eigentlich nichts anderes sind, als sehr primitive wenn auch riesige elektronische Schaltkreise, nämlich eine Photodiode).
Si-Wafer (und auch Solarzellen) können mit dem oben beschriebenem Verfahren auch recycelt werden. Waferbruch aus der Chipindustrie geht heute schon zurück zu den Si-Herstellern, die es z.B. zu "Solarsilizium" wieder aufbereiten.
Die Ausgangsstoffe sind also Quarzsand und Kohlenstoff, beides relativ unbegrenzt verfügbare Rohstoffe. Dazu relativ viel Energie in Form von Hitze.
Sollte aus irgendeinem Grund die Verfügbarkeit von reinem Si schlechter werden, müsste man halt die nicht ganz so effektiven Dünnschicht-Solarzellen bauen, da reicht ein Bruchteil des Siliziums, weil es nur als hauchdünne Schicht auf eine Glasscheibe aufgedampft wird und nicht als gut einen halben Milimeter dicke massive Si-Solarzelle "verschwendet" wird.
Grüsse
Tom
Stalkerunit