La production de Silicium purifié pour le photovoltaique

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Message par energy_isere » 18 avr. 2006, 19:50

lien
Wafer supplier wins $1.6 billion solar order

STROUD, England — Wafer supplier MEMC Electronic Materials Inc. said it has announced that it has signed a non-binding letter of intent (LOI) to supply wafers worth $1.6 billion to solar cell producer Motech Industries Inc. over an eight year period.
The LOI also provides that Motech (Taipei, Taiwan) provides an interest-free loan and security deposit to MEMC (St. Peters, Missouri), which would be used to expand MEMC's manufacturing capacities. And in addition Motech has agreed to transfer to MEMC ownership, for an undisclosed amount, of a solar wafer manufacturing business with an annual manufacturing capacity of at least 120 megawatts. As part of the agreement, MEMC will also receive a warrant to purchase a 5 percent equity stake in Motech. The effective date of a definitive agreement, if executed, is expected to be July 2006.

“This arrangement sets us up to be one of the leading suppliers of solar wafers, by solidly establishing our direct participation in this 30 percent plus CAGR industry. We believe we will be able to add significant value to the evolution of the solar wafer market by leveraging our technical and operational core competencies developed through 40 years of supplying wafers to the highly demanding semiconductor industry,” said Nabeel Gareeb, MEMC’s chief executive officer, in a statement.

“For Motech, this agreement means a stable and competitive source of supply for solar wafers, from a company that has been making wafers for over four decades. A supply agreement of this size in a constrained market will help Motech achieve significant growth in revenue and market share,” said Leo Cheng, Chairman and President of Motech Industries, in the same statement.

Execution of the definitive agreement is also contingent on due diligence by MEMC and its advisors, agreement on all material terms and other customary closing conditions for transactions of this nature, MEMC said. MEMC said it is currently conducting similar discussions with other solar product manufacturers for the future supply of solar wafers.
200 millions de dollars par an pendant 8 ans en achat de wafer Silicium pour le photovoltaique, c'est proprement stupéfiant.
De la part d'une boite de photovoltaique dont je n' avais jamais encore entendu parler !

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Message par energy_isere » 08 mai 2006, 22:07

un lien ineressant donné par mobar sur la fabrication du Silicium :
http://sili.cium.free.fr/si_gener.htm
FABRICATION INDUSTRIELLE :

par métallurgie, selon la réaction :

SiO2 + 2 C ---> Si + 2 CO
La réduction de la silice a lieu dans un four électrique à arc (à électrode de carbone) à l'aide de coke de pétrole, de charbons bitumineux et de copeaux de bois. Le volume de CO formé est très important, plus de 5 000 m3/t de Si. En conséquence, la charge des fours doit être très poreuse pour évacuer ce gaz. La perméabilité est améliorée par ajout de copeaux de bois.

La cuve du four est animée d'un lent mouvement de rotation. La température est de l'ordre de 1700°C. La difficulté de la réduction est liée à la formation de SiC qu'il faut éviter.

- Pour produire 1 t de Si, les consommations sont les suivantes (en kg) :

Quartz : 2 900 Copeaux de bois : 1 580

Coke de pétrole : 740 Électrodes : 150

Charbon bitumineux : 590 Énergie : 11 000 kWh

- Le silicium obtenu (qualité métallurgique) a une teneur de 98 à 99 % de Si.

- Le silicium destiné à des applications en micro-électronique subit ensuite une purification poussée, voir ci-dessous.
Élaboration de Si monocristallin :
surtout selon la méthode de Czochralski (silicium CZ, concerne environ 80 % de la production) dans un four sous atmosphère d'argon, à 1450°C. Un germe de Si monocristallin (dont laxe vertical est en général la direction cristallographique <100>) est plongé dans Si liquide, maintenu dans un creuset en silice, puis tiré lentement (de 0,4 à 3 mm/min). Lors du tirage, le creuset et le cristal, en cours de formation, sont animés dun mouvement de rotation en sens inverse, à la vitesse de quelques tours/min. L' opération dure environ 30 h pour obtenir des cylindres (lingots) de 30 à 100 kg, jusquà 2 m de hauteur, le diamètre étant actuellement, industriellement, de 200 mm. Les éléments dopants sont introduits dans le bain de fusion sous forme de Si fortement dopé. Les lingots de Si sont ensuite découpés en plaquettes (wafers) de 1 à 2 mm d'épaisse ur (en moyenne 300 plaquettes par lingot). Les circuits intégrés utilisent, à 95 %, le silicium CZ.

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La production de Silicium purifié pour le photovoltaique

Message par energy_isere » 02 juin 2006, 20:18

un article sur le manque de Silicium ultra pur en Francais
L'industrie solaire allemande en manque de silicium

La production de matières premières (silicium) pour l'industrie solaire ne progresse pas aussi vite que la demande. Par conséquent, les fabricants ont des difficultés à y répondre. Le silicium constitue le semi-conducteur de presque toutes les cellules solaires. En 2005, 32.000 tonnes de silicium ont été utilisées pour les puces d'ordinateur et l'industrie solaire. Les 2 secteurs utilisent chacun 48% du silicium pur produit sur le marché.

Depuis 1995, la production de cellules solaires augmente de 35% chaque année. Déjà en 2004, Fawer avait mentionné, dans son étude annuelle du secteur solaire, une pénurie de silicium à venir. La production prévue pour 2007 est de 1 800 MW. Le prix du polysilicium a doublé ces dernières années, d'où une augmentation de 10% du coût des installations solaires thermiques.

En avril, 700 experts du secteur solaire se sont rencontrés à Munich pour discuter de la pénurie de silicium. Les producteurs de silicium - quelques entreprises de chimie dans le monde - ont sous-estimé l'explosion de la demande. D'après les experts, la situation devrait commencer à se détendre en 2008. En effet, la construction de nouvelles usines de production de silicium nécessite 2 à 3 ans et permettra d'augmenter la production à 54.000 tonnes. Le producteur numéro 2 mondial de polysilicium, l'entreprise allemande Wacker, a prévu de passer de 5.600 à 10.000 tonnes.

Parallèlement, les efforts se portent sur des méthodes de production des cellules plus efficaces, moins gourmandes en matières premières. De même, le rendement des cellules, de 15% pour les cellules actuellement commercialisées, peut encore être amélioré (22% en laboratoire). Enfin, il est envisageable de remplacer le silicium dans les cellules solaires par d'autres matériaux moins rares. Ainsi, l'entreprise Würth-Solar utilise la liaison cuivre-indium-disilane comme semi-conducteur dans ses modules CIS.
source enerzine : http://www.enerzine.com/1/521+L-industr ... cium+.html
Dernière modification par energy_isere le 16 févr. 2007, 12:36, modifié 1 fois.

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Message par energy_isere » 04 juin 2006, 14:43

guino a écrit :Y a beaucoup d'éléments moins rare que le silicium sur terre ?

Le probleme doit venir des procédés industriels, pas de la rareté de l'élément, pour une fois, le coup de la pénurie des "raffineries" doit marcher ...

Et quel est le lien avec le solaire thermique ?
je vais redire ce que j'ai déja dit des pages plus haut.

Le Silicium (elt chimique Si) est extrémement répandu dans la croute terrestre. C'en est méme l' un des composant les plus commun, au travers de SiO2 qui n'est autre que le quartz et le composant majeur du sable. Est présent aussi dans l' argile (Silicates d' Aluminium) et dans presque tout les minéraux.
Les volcans rejettent des quantités gigantesques de basaltes, qui contiennent aussi beaucoup de SiO2.

Ce qui rend le Silicium onéreux c'est la réduction de SiO2 en Si, et l' obligation de le débarasser de toute impureté (il faut pas plus que quelques parties par million d'autres élements).
Ce processus est extrémement énergivore.

On ne manquera jamais de la matiére premiére SiO2.
Ce dont on manque en ce moment c'est de capacité de production en Si Uultra pur. C'est bien comme tu dis de "raffinerie" de Silicium dont on a besoin (et du Gaz pour les alimenter en énergie :? )

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Message par energy_isere » 30 août 2006, 21:10

Depuis le temps qu' on dit qu' il y a pas assez de production de Silicium de qualité solaire :

dans les echos de ce jour :

Image

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Message par energy_isere » 05 sept. 2006, 12:23

La première usine espagnole de polysilicium (projet)

Les groupes Endesa et Isofotón investiront 250 millions d'euros dans la construction d'une usine destinée à la production de polysilicium, la matière première des panneaux solaires. Le Conseil d'Innovation, des Sciences et de l'Entreprise d'Andalousie collabore également à ce projet pionnier en Espagne et qui est le septième de ce genre dans le monde.

L'usine qui occupera une superficie de 100 000 mètres carrés dans la municipalité des Los Barrios, dans la région de Cadix, aura une capacité annuelle de production de 2 500 tonnes de polysilicum. Elle sera opérationnelle dans 30 mois et générera la création de 340 emplois.

Actuellement la demande annuelle en polysilicium se chiffre à 13 000 tonnes et on prévoit qu'elle atteindra 150 000 tonnes d'ici 2015. La production mondiale se concentre au Japon (48%), en Europe (27%) et aux Etats Unis (11%). La nouvelle fabrique d'Andalousie contribuera à rééquilibrer la balance et jouera un rôle important sur le marché de l'approvisionnement en matière première. Il faut savoir qu'à l'heure actuelle 90% des cellules photovoltaïques sont produites à base de silicium.

Par ailleurs, l'implantation de ce nouveau centre en Andalousie contribuera au développement technologique de la région. L'Andalousie possède déjà un secteur industriel photovoltaïque leader en Europe.

Ces installations apporteront enfin une valeur ajoutée au groupe Isofoton (neuvième compagnie dans le monde pour la production de systèmes solaires) grâce au contrôle de la production de la matière première.
source : enerzine le 04 Sept

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Message par energy_isere » 09 sept. 2006, 12:53

La demande mondiale en Silicium de qualité photovoltaique toujours bien supérieure à la demande croissante :
Solar World: Desperately seeking silicon

TEL AVIV, Israel (UPI) -- In a world of silicon scarcity, many solar energy companies are trying to find ways to stretch, cut back on, or even cut out the traditional photovoltaic panel`s main ingredient.


Solar companies from around the world met in Dresden, Germany, this week at the 21st annual European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, where several announced innovations that would allow panel makers to increase their production capacity.

Midland, Mich.-based silicon maker Dow Corning unveiled PV 1101 -- a feedstock material that can be blended with solar-grade silicon to stretch the dwindling supply.

'It is expected that polysilicon consumption by the solar industry will exceed that of the semiconductor industry for the first time this year or next. So, Dow Corning`s PV 1101 will have a significant impact on the solar industry,' the company`s senior director of the semiconductor practice, Vincent Mayeda, wrote to United Press International in an e-mail.

'This is a major breakthrough, since PV 1101 is the first-ever industrial-scale silicon feedstock material derived from a metallurgical purification process specifically designed for the solar industry,' and not for semiconductors, Mayeda said.

The company said the polysilicon-PV 1101 blend is about as efficient as regular polysilicon-based photovoltaic cells, which convert sunlight into electricity with a chemical reaction.

Agreements with customers prevented Mayeda from commenting on the price of blended solar cells, except to say that they are 'cost effective, and the production of PV 1101 for the rest of this calendar year is spoken for by our customers.'

Vista, Calif.-based Ferro Electronic Material Systems, meanwhile, worked to cut back on the amount of silicon each solar cell needs to operate, and announced a new, ultra-thin silicon wafer at the Dresden conference.

Ferro uses specialized aluminum backing on its solar cells, which the company said improves the electrical performance of the cell and thereby enables reducing the amount of silicon per wafer.

'The current-generation `thin` wafers are 240 microns thick. Ferro`s new aluminum product permits further silicon reductions to less than 180 microns thick ... (and boasts) equivalent or better electrical performance on multi-crystalline wafers,' the company said in a statement.

A micron is one millionth of a meter; human hair ranges from about 40 microns to 120 microns thick, for comparison`s sake.

Other companies, including Palo Alto, Calif.-based Nanosolar, are working on creating solar panels that don`t use any silicon at all. A cocktail of copper, indium, gallium and diselenide -- CIGS for short -- can be used to create a solar 'ink' to print on a variety of surfaces.

Though this technology won`t be available on the market for a while, the promises are enticing: '(a) solar cell can simply be printed (or) solution-coated -- with unprecedented quality, yield, materials utilization, and amazing throughput,' Nanosolar said.

Silicon scarcity is one of the major reasons detractors say solar energy costs too much. Worldwide demand for solar energy stands at 5 gigawatts, but silicon constraints mean the market can only supply just under half that amount, according to 'The Gun Has Gone Off,' a recent survey of the solar energy industry by analyst Michael Rogol.

'For 2006 ... there are roughly 13,000 to 15,000 tons of high-grade silicon available,' Erik Thorsen, the president and chief executive officer of the Norwegian silicon supplier Renewable Energy Corporation, told UPI last week.

'Probably the demand (from solar companies) is twice the current supply,' he said, just as Rogol assessed in his report.


Thorsen added that there is no immediate way to ramp up high-grade silicon purification, because 'it takes two to three years to build a plant like that.'

And although everyone is working to increase silicon and silicon-substitute production, no one is worried that solar supply will someday exceed demand.

'From the reports of the previous five years, the solar market has grown 40 percent annually. We expect the solar industry will continue to grow,' Dow Corning`s Mayeda said.

Not only that, but '(silicon supply) could be a long-term problem because things like global warming and peak oil (prices) may force more PV use, and that would put silicon into a catch up mode even over the long-term,' J. Peter Lynch, a financial consultant and an expert on the renewable energy industry, told UPI.
source : http://news.monstersandcritics.com/ener ... ng_silicon

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Message par diogene » 09 sept. 2006, 14:34

energy_isere a écrit :La demande mondiale en Silicium de qualité photovoltaique toujours bien supérieure à la demande croissante :...
Tu pourrais nous préciser ce que tu as voulu dire là?

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Message par Cassandre » 09 sept. 2006, 14:36

Et puis, ce serait gentil de faire un mini-résumé en quelques phrases, de ce long texte en anglais…
regarder Oléocène
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Message par phyvette » 09 sept. 2006, 22:01

diogene a écrit :
energy_isere a écrit :La demande mondiale en Silicium de qualité photovoltaique toujours bien supérieure à la demande croissante :...
Tu pourrais nous préciser ce que tu as voulu dire là?
Peut etre bien :

La demande mondiale en Silicium de qualité photovoltaique toujours bien supérieure à l'offre pourtant croissante

Enfin je crois , c'est ça boss ?

Phyvette
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Les idées de Gilles sont tjs bonnes
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Message par energy_isere » 09 sept. 2006, 22:50

energy_isere a écrit :La demande mondiale en Silicium de qualité photovoltaique toujours bien supérieure à la demande croissante :...


il faut bien sur lire :
La demande mondiale croissante en Silicium de qualité photovoltaique toujours bien supérieure à l' offre (croissante elle aussi).

very sorry !

Phyvette a corrigé ! ;)
Dernière modification par energy_isere le 09 sept. 2006, 22:57, modifié 1 fois.

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Message par matthieu25 » 09 sept. 2006, 22:54

Va t on atteindre le PS(Pic silicium).....? :-)
La religion est la maladie honteuse de l' humanité.la politique en est le cancer(Millon de Montherlant)

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Message par machine » 15 sept. 2006, 19:25

GillesH38 a écrit :ce n'est bien sûr pas le sable qui est couteux, c'est la fabrication du silicium ultra-pur
Est-ce la "purification" silicium qui revient cher ou les étapes en aval type découpe, "dopage"..... ?
Comment purifie t'on du silicium ? Par quel procédé ?

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Message par Schlumpf » 17 sept. 2006, 00:27

c'est la purification du silicium qui est coûteux. Voir Wikipedia:

"Pour obtenir du silicium libre (parfois appelé improprement "silicium métal" pour le distinguer du ferrosilicium), il faut donc le réduire ; industriellement, cette réduction s'effectue par électrométallurgie, dans des fours électriques ouverts dont la puissance peut aller jusqu'à environ 30 MW. La réaction globale de principe (oxydo-réduction) est très simple :

SiO2 + C -> Si + CO2
La réalité est un peu plus complexe ..."

Silicium

Le sable composé principalement de silice (un oxyde de silicium SiO2) doit donc être réduit à chaud. Le procédé est lourd et coûteux énergétiquement parlant. De là la difficulté d'obtenir du silicium "pur" ou suffisamment pur pour en faire des modules PV...
L'Homo sapiens se conjugue à la première personne du présent irresponsable...

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Message par GillesH38 » 17 sept. 2006, 20:41

Deja la réduction de la silice coute cher énergétiquement, la silice etant un oxyde très stable. Ensuite la purification se fait par une suite complexe de procédés chimiques terminé par la méthode de "fusion de zone" : on chauffe un barreau de silicium pour faire fondre une petite zone par un anneau chauffant et on déplace l'anneau, les impuretés se concentrant dans la phase liquide. Ca coute bien evidemment beaucoup d'énergie.
- Je suis Charlie - "I do not see any harm in people making money if it leads to a lower carbon society " R.K. Pachauri, président du GIEC, interview du 6 mai 2008 à Emirates Business.

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