Krzem metalurgiczny dzieli się na różne gatunki w zależności od stopnia czystości, który determinuje jego zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Oto szczegółowa klasyfikacja:
1. Krzem metalurgiczny (MG-Si)
Czystość:97%-99% krzemu
Główne zanieczyszczenia:
Żelazo (Fe): mniejsze lub równe 0,5%
Aluminium (Al): Mniejsze lub równe 0,5%
Wapń (Ca): mniejszy lub równy 0,3%
Główne zastosowania:
Stopy aluminium(np. części samochodowe, komponenty lotnicze).
Produkcjastal krzemowa(dla transformatorów elektrycznych).
Surowce dostopy żelazokrzemowe(stosowany do produkcji stali).
Produkcja: Wytwarzany w wyniku redukcji karbotermicznej w elektrycznych piecach łukowych.
2. Klasa chemiczna krzemu
Czystość: Większy lub równy 99%krzem
Główne zanieczyszczenia:
Fe: mniejsze lub równe 0,4%
Al: mniejszy lub równy 0,4%
Ca: mniejszy lub równy 0,1%
Główne zastosowania:
Surowce do produkcjisilikony(uszczelniacze, smary, żywice).
Produkcjapolikrzem(przy zastosowaniu procesów oczyszczania takich jak metoda Siemensa).
Rafinacja: Dalsze przetwarzanie w celu usunięcia zanieczyszczeń do zastosowania w przemyśle chemicznym i energii słonecznej.
3. Krzem klasy elektronicznej (EG-Si)
Czystość: Większy lub równy 990,9999% (czystość 6N+)
Kluczowe zanieczyszczenia:
Bor (B), Fosfor (P): < 1 ppb (części na miliard).
Metale ciężkie (np. Cu, Ni): < 0,1 ppb.
Główne zastosowania:
Płytki półprzewodnikowedo układów scalonych (IC) i mikrochipów.
Ogniwa fotowoltaiczne (PV).do paneli słonecznych.
Produkcja:
Otrzymaj odpolikrzemwykorzystując takie procesy jak metoda Czochralskiego (CZ) czy metoda strefy pływakowej (FZ).
Wymaga bardzo wysokiego oczyszczania (np. rafinacji strefowej, chemicznego osadzania z fazy gazowej).
4. Krzem klasy słonecznej (SoG-Si)
Czystość:od 99,9999% (6N) do 99,99999% (7N).
Opcja pośrednia pomiędzy zajęciami chemicznymi i elektronicznymi.
Aplikacja:
Używany głównie wogniwa fotowoltaiczne.
Efektywność ekonomiczna: Mniej rygorystyczne wymagania dotyczące czystości niż w przypadku klasy e, co zmniejsza koszty produkcji.
Kluczowe notatki
Polikrzem a krzem metalurgiczny:
Поликремний (>99,9999% Si) jest wytwarzany z krzemu klasy chemicznej i służy jako prekursor EG-Si i SoG-Si.
Wpływ zanieczyszczeń:
Nawet śladowe zanieczyszczenia (na przykład Fe, Al) pogarszają właściwości elektryczne półprzewodników.
Aby uzyskać czystszy gatunek, wymagane są zaawansowane technologie oczyszczania (np. destylacja, rafinacja w fazie gazowej).