Anlagen für Silizium: Mittelfrequenz-Induktions-Tiegelöfen

Die Entwicklung der globalen Energieversorgung wird unstrittig durch den steigenden Einsatz regenerativer Energiequellen gekennzeichnet sein. In diesem Zusammenhang wird erwartet, dass der Bedarf an leistungsstarken Solarzellen deutlich steigen wird. Da Solarzellen im Wesentlichen aus hochreinem polykristallinem Silizium aufgebaut sind, hat dies einen steigenden Bedarf an diesem Werkstoff zur Folge.

Bei der Herstellung von Solarsilizium kommen zum Teil sehr unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Die wichtigsten Varianten sind die Raffination von metallurgischem Silizium sowie die Herstellung des Reinsiliziums durch carbothermische Reduktion unter Verwendung hochreiner Rohstoffe.

Die meisten der zurzeit als bedeutsam angesehenen Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass in bestimmten Verfahrensschritten die Verwendung von Induktionstiegelöfen prozesstechnisch erforderlich ist.

OTTO JUNKER entwickelte für die Verfahren zur Herstellung von hochreinem Silizium eine geeignete, innovative Schmelzofentechnik. Besondere Anforderungen ergeben sich aus der geforderten Reinheit des Siliziums, aus den elektrischen Eigenschaften des Materials, aus dem sehr hohen Energiebedarf, der zum Schmelzen erforderlich ist (viermal höher als z. B. für Gusseisen bzw. Aluminium) sowie aus der konstruktiven Einbindung in zum Teil sehr komplexe Gesamtanlagen. Speziell der Umstand, dass der Halbleiter Silizium im festen Zustand nicht leitfähig ist, in der flüssigen Phase jedoch eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, erfordert sehr spezielle Detaillösungen. Die induktive Schmelztechnik bietet sich für diese Aufgaben aufgrund ihrer Flexibilität und ihrer verfahrenstechnischen Vorteile an.

Technische und wirtschaftliche Merkmale

• Ideal für hochreines Silizium aufgrund des direkten Erwärmungsprinzips (Induktion)
• Ofenausführungen: Schutzgasdicht und Vakuuminduktionstechnik
• Gesteuerte Leistungsbeaufschlagung durch IGBT-Umrichtertechnik
• Ausführung der Öfen mit Sonderkippgeometrie, Hub- und Fahreinrichtungen