Siliciul metalurgic este împărțit în diferite grade în funcție de gradul de puritate, ceea ce determină utilizarea sa în diverse industrii. Iată o clasificare detaliată:
1. Siliciu metalurgic (MG-Si)
Puritate:97%-99% siliciu
Impurități majore:
Fier (Fe): mai mic sau egal cu 0,5%
Aluminiu (Al): mai mic sau egal cu 0,5%
Calciu (Ca): mai mic sau egal cu 0,3%
Aplicații principale:
Aliaje de aluminiu(de exemplu, piese auto, componente aerospațiale).
Productieotel siliconic(pentru transformatoare electrice).
Materii prime ptaliaje de ferosiliciu(utilizat în producția de oțel).
Productie: Produs prin reducerea carbotermă în cuptoarele cu arc electric.
2. Clasa chimică a siliciului
Puritate: mai mare sau egal cu 99%siliciu
Impurități majore:
Fe: mai mic sau egal cu 0,4%
Al: mai mic sau egal cu 0,4%
Ca: mai mic sau egal cu 0,1%
Aplicații principale:
Materii prime pentru productiesiliconi(etanșanti, lubrifianți, rășini).
Productiepolisiliciu(folosind procese de purificare precum metoda Siemens).
Rafinare: Prelucrare ulterioară pentru îndepărtarea impurităților pentru utilizare în industria chimică și energia solară.
3. Siliciu de calitate electronică (EG-Si)
Puritate: Mai mare sau egal cu 99.9999% (puritate 6N+)
Impurități cheie:
Bor (B), Fosfor (P): < 1 ppb (părți pe miliard).
Metale grele (de exemplu, Cu, Ni): < 0,1 ppb.
Aplicații principale:
Plachete semiconductoarepentru circuite integrate (CI) și microcipuri.
Celule fotovoltaice (PV).pentru panouri solare.
Productie:
Primiți de lapolisiliciufolosind procese precum metoda Czochralski (CZ) sau metoda zonei flotante (FZ).
Necesită purificare ultra-înaltă (de exemplu, rafinarea zonei, depunerea chimică de vapori).
4. Siliciu de calitate solară (SoG-Si)
Puritate:de la 99,9999% (6N) la 99,99999% (7N).
O opțiune intermediară între clasele chimice și electronice.
Aplicație:
Folosit în principal încelule solare fotovoltaice.
Eficienta economica: Cerințe de puritate mai puțin stricte decât e-grade, reducând costurile de producție.
Note cheie
Polisiliciu versus siliciu metalurgic:
Поликремний (>99,9999% Si) este produs din siliciu de calitate chimică și servește ca precursor pentru EG-Si și SoG-Si.
Impactul impurităților:
Chiar și urmele de impurități (de exemplu, Fe, Al) înrăutățesc caracteristicile electrice ale semiconductorilor.
Tehnologii avansate de purificare (de exemplu, distilare, rafinare în fază gazoasă) sunt necesare pentru a obține clase mai pure.