Metallurgisk silisium er delt inn i ulike kvaliteter avhengig av renhetsgraden, som bestemmer bruken i ulike bransjer. Her er en detaljert klassifisering:
1. Metallurgisk silisium (MG-Si)
Renhet:97%-99% silisium
Store urenheter:
Jern (Fe): Mindre enn eller lik 0,5 %
Aluminium (Al): Mindre enn eller lik 0,5 %
Kalsium (Ca): Mindre enn eller lik 0,3 %
Hovedapplikasjoner:
Aluminiumslegeringer(f.eks. bildeler, romfartskomponenter).
Produksjonsilisium stål(for elektriske transformatorer).
Råvarer tilferrosilisiumlegeringer(brukes i stålproduksjon).
Produksjon: Produsert ved karbotermisk reduksjon i lysbueovner.
2. Kjemisk klasse av silisium
Renhet: Større enn eller lik 99 %silisium
Store urenheter:
Fe: Mindre enn eller lik 0,4 %
Al: Mindre enn eller lik 0,4 %
Ca: Mindre enn eller lik 0,1 %
Hovedapplikasjoner:
Råvarer til produksjonsilikoner(tetningsmidler, smøremidler, harpikser).
Produksjonpolysilisium(ved å bruke renseprosesser som Siemens-metoden).
Raffinering: Videre bearbeiding for å fjerne urenheter for bruk i kjemisk industri og solenergi.
3. Elektronisk silisium (EG-Si)
Renhet: Større enn eller lik 990,9999 % (renhet 6N+)
Viktige urenheter:
Bor (B), Fosfor (P): < 1 ppb (deler per milliard).
Tungmetaller (f.eks. Cu, Ni): < 0,1 ppb.
Hovedapplikasjoner:
Halvlederskiverfor integrerte kretser (IC) og mikrobrikker.
Fotovoltaiske (PV) cellerfor solcellepaneler.
Produksjon:
Motta frapolysilisiumved bruk av prosesser som Czochralski-metoden (CZ) eller flytsonemetoden (FZ).
Krever ultrahøy rensing (f.eks. soneraffinering, kjemisk dampavsetning).
4. Solar Grade Silicon (SoG-Si)
Renhet:fra 99,9999 % (6N) til 99,99999 % (7N).
Et mellomalternativ mellom kjemiske og elektroniske klasser.
Søknad:
Hovedsakelig brukt isolcelleceller.
Økonomisk effektivitet: Mindre strenge renhetskrav enn e-klasse, noe som reduserer produksjonskostnadene.
Nøkkelnotater
Polysilisium kontra metallurgisk silisium:
Поликремний (>99,9999 % Si) er produsert av silisium av kjemisk kvalitet og fungerer som en forløper for EG-Si og SoG-Si.
Påvirkning av urenheter:
Selv spor urenheter (for eksempel Fe, Al) forverrer de elektriske egenskapene til halvledere.
Avanserte renseteknologier (f.eks. destillasjon, gassfaseraffinering) kreves for å oppnå renere kvaliteter.