TÜV zertifiziert SST Hydrochlorierung

SST Polysilizium Technology unter die Lupe genommen

 

SCHWARZE PUMPE, Sachsen – Im Dezember 2011 wurde unter Beobachtung des Teams von Dr. Hartmut Neumann vom TÜV Süd, Industrieservice GmbH die Konvertierungsrate der Hydrochlorierungsanlage im Polysilizium Werk von Schmid Silicon Technology getestet.

 

Der Testlauf fand unter außergewöhnlichen Prozess-Bedingungen statt: die Betriebs-Parameter waren auf ein Minimum heruntergefahren worden, um die kleinstmögliche Konvertierungsrate für die Hydrochlorierung unter den ungünstigsten Betriebs-Bedingungen festzustellen. Die Hydrochlorierung lief daher nur bei 50% des nominalen STC Verbrauches, und die Reaktionszeit des Fluidized Bed Reactor wurde auf 60% reduziert. Die Reaktionstemperatur war ebenfalls auf ein Minimum herabgesetzt worden.

 

In Anbetracht der Tatsache, dass das Werk mit absolut minimalen Prozess-Einstellungen lief, wurde eine beeindruckende Konvertierungsrate von 24.3% erzielt. Jochem Hahn, COO von SST: “Wir sind sehr stolz, der Polysilizium-Welt die Effektivität unserer Niederdruck Hydrochlorierung präsentieren zu können. Unser state-of-the-art Niederdruck Hydrochlorierungsprozess bietet eine ganze Reihe von  Vorteilen für unsere Kunden in Bezug auf Betrieb, Sicherheit und Kosten im Vergleich zu konventionellen Hochdruck Systemen.“ Polysilizium Hersteller müssen flexibel sein und ihre Produktion an die Konditionen des Marktes anpassen. Für sie ist es daher umso wichtiger, die Leistung des Werkes bei reduzierten Kapazitäten einschätzen zu können.

 

Die Experten des TÜV bestätigen unterdessen im Zertifikat, dass bei Betrieb der Hydrochlorierung mit voller Kapazität, normalen Temperaturen und unter normalen Bedingungen, die Konvertierungsrate von STC, und damit auch die TCS Produktion, signifikant erhöht wird. Jochem Hahn, COO von SST: “Wir können eine Konvertierungsrate von 26.8% mit weiterem Wachstumspotential in der Produktion bestätigen.“

 

Mit dem Start der Hydrochlorierung im September 2011 hat Schmid Silicon Technology innerhalb von nur 4 Monaten erfolgreich die Inbetriebnahme aller Komponenten des eigenen, monosilan-basierten Produktionswerkes für die Polysilizium-Herstellung abgeschlossen. Damit ist der Produktionskreislauf von metallurgischem Silizium bis zu hochreinem, 11N electronic-grade Polysilizium vervollständigt.

Schmid Polysilicon Production komplett in Betrieb

Mit dem erfolgreichen Produktionsstart der Hydrochlorierung zur Herstellung von Trichlorsilan hat die Schmid Silicon Technology die Inbetriebnahme ihrer eigenen auf Monosilan basierenden Produktionsanlage zur Herstellung von Polysilizium innerhalb von nur 4 Monaten erfolgreich abgeschlossen.

Damit schließt SST den kompletten Produktionskreislauf vom metallurgischen Silizium bis zum hochreinen Polysilizium. Jochen Schneider, CEO der SST, zeigte sich sehr zufrieden mit der zügigen Inbetriebnahme: „Mit dem Produktionsstart der Hydrochlorierung wurde nach dem „first monosilan out“ am 16. Mai 2011 und dem „first silicon out“ am 12. Juni 2011 der letzte wichtige Meilenstein in der Inbetriebnahme der Produktionslinie erreicht. Wie bereits in der Pressemitteilung vom 31. August 2011 gemeldet, konnte gleichzeitig innerhalb dieser kurzen Zeit eine herausragende Qualität des Siliziums erreicht werden, welches die derzeitigen Anforderungen an Solarsilizium bei weitem übertrifft und sogar den Ansprüchen der Elektronik-Industrie genügt.“

Die auf Monosilan basierende Siliziumtechnologie der SST unterscheidet sich von den herkömmlichen Herstellungsverfahren durch die schlanke, optimierte Prozessführung bei einem äußerst geringen Energie- und Rohmaterialverbrauch. Neben dem damit verbundenen Kostenvorteil von ca. 40% im Vergleich zu  der Siemens Technologie bei gleichzeitig höchster Produktqualität zeichnet sich dieses Verfahren durch eine vorteilhafte Umweltbilanz aus. Die Schmid Polysilicon Production ermöglicht der Schmid Silicon Technology die Realisierung weiterer Verbesserungen und bildet die Plattform für die Entwicklung neuer innovativer Technologien auf Basis von Monosilan, mit welchen bereits begonnen wurde.

Die einzigartige SST-Technologie zur Hydrochlorierung überzeugt gegenüber dem Wettbewerb durch verschiedene Merkmale. Der Hydrochlorierungsreaktor wird bei einem Druck von nur etwa 10-12 bar betrieben. Das führt zu erheblich reduziertem Energiebedarf beim Erreichen der Druckstufe und zu Vorteilen bei der Konstruktion der verschiedenen Apparate. Durch den geringen Betriebsdruck wird gleichzeitig auch die Bildung von Ablagerungen durch beispielsweise Metallchloride deutlich reduziert.  Mit der SST-Hydrochlorierungstechnologie kann sowohl  Siliziumtetrachlorid als auch Chlorwasserstoffgas je nach Marktsituation verwendet werden.

Die im herkömmlichen Siemens-CVD-Verfahren freigesetzten Substanzen Siliziumtetrachlorid, Chlorwasserstoffgas und Wasserstoff können ebenfalls direkt in der SST-Hydrochlorierung verwertet und zu Trichlorsilan umgesetzt werden. 

 Mit dem Betrieb einer eigenen Produktionsanlage für Polysilizium mit 94 Mitarbeitern hat sich die Schmid Silicon Technology damit in der Branche ein einzigartiges Alleinstellungsmerkmal geschaffen.

SST Polysiliziumabscheidung zeigt herausragende Qualitätsergebnisse

Silizium erfüllt „electronic grade“ Spezifikation

Polysilizium als dominierender Grundstoff der Solarindustrie erfordert hinsichtlich der Qualität immer höhere Ansprüche, um den Anforderungen zur Effizienzsteigerung auf multi- und monokristallinen Zellen zu genügen. Die Nachfrage nach höherem Volumen und kosteneffizienteren Herstellungsmethoden hat die Entwicklung von neuen Reinigungsmethoden von metallurgischem Silizium vorangetrieben. 

Ein besonders innovatives Verfahren hierzu bietet die Schmid Silicon Technology GmbH (SST)  an, welche bei reduziertem Energiebedarf und den damit verbundenen Kostenreduzierungen Silizium mit höchster Qualität erzeugt.

Bereits zwei Monate nach dem „First Silicon out“ kann die SST, in ihrer eigenen Produktionsanlage am Standort Schwarze Pumpe/Sachsen, mit ihrer auf Monosilan basierenden CVD Abscheidung Silizium anbieten, welches bereits jetzt schon den Ansprüchen eines sogenannten „11N“ Materials entspricht.

Damit erfüllt dieses Silizium eine „electronic grade“ Spezifikation und kann somit sogar in der Halbleiterindustrie zum Einsatz kommen. Das schnelle Erreichen dieser Qualität ist ein eindeutiger Beweis für den Vorteil der monosilanbasierenden Technologie der SST gegenüber herkömmlichen Verfahren auf der Basis der Siemenstechnologie.

Nach Aussage von Jochem Hahn, COO der SST, ist dieses Ergebnis nicht überraschend, da alleine durch die Disproportionierung von Trichlorsilan  zu Monosilan dieser Reinigungseffekt aufgrund der physikalisch/chemischen Mechanismen sehr leicht und zuverlässig erreicht wird.

Ein weiterer Meilenstein dieser optimierten Polysiliziumherstellung ist die erzielte Abscheiderate an den Siliziumstäben von etwa 1mm/Stunde und die dabei benötigten Energieverbräuche. Beide Ergebnisse bestätigen die bei dieser Technologie erwarteten Werte und  leisten den wesentlichen Beitrag zur Kostensenkung von bis zu 40%.