Od tlenku krzemu do fotowoltaiki

Krzem jest jednym z głównych surowców używanych do produkcji ogniw fotowoltaicznych, które przekształcają energię słoneczną na energię elektryczną.

Proces wydobycia krzemu obejmuje kilka etapów i zależy od rodzaju surowca wykorzystywanego do produkcji.

Najczęściej wykorzystywanym surowcem do produkcji krzemu fotowoltaicznego jest krzemionka (tlenek krzemu). Krzemionka występuje naturalnie w skorupie ziemi, jednak jej czystość nie jest wystarczająca do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Dlatego konieczne jest przeprowadzenie procesu rafinacji krzemu, aby uzyskać wysoką czystość.

Wybór odpowiednich surowców krzemionki do produkcji krzemu fotowoltaicznego opiera się na czystości chemicznej i zawartości niepożądanych substancji. Surowce odpowiednio się rafinuje i oczyszcza, aby uzyskać czysty krzem o wysokiej jakości.

Najpowszechniejszą metodą wydobycia krzemu jest proces Boulysis. Od tlenku krzemu do fotowoltaiki.

Polega on na ogrzewaniu krzemionki w wysokich temperaturach w obecności węgla lub koksu. Reakcja prowadzi do uwolnienia czystego krzemu, który jest następnie kondensowany w postaci krzemowego czadu. Ten czad krzemowy jest dalej poddawany procesom oczyszczania. Musimy uzyskać bardzo wysoką czystość krzemu, aż do poziomu P-type (krzem typu P) lub N-type (krzem typu N).

Wydobycie krzemu wymaga wysokiej precyzji i kontroli środowiska, aby uniknąć zanieczyszczeń, które mogą negatywnie wpływać na jakość ogniw fotowoltaicznych. W związku z tym, produkcja krzemu fotowoltaicznego zwykle odbywa się w zaawansowanych instalacjach lub fabrykach, które spełniają rygorystyczne standardy czystości.

Największe światowe produkcje krzemu fotowoltaicznego mają miejsce w Chinach, Stanach Zjednoczonych, Japonii i innych krajach, które mają dostęp do odpowiednich surowców i rozwiniętej infrastruktury produkcyjnej.

Największe światowe kopalnie krzemionki na potrzeby fotowoltaiki to:

Kopalnia „Spruce Pine” w Stanach Zjednoczonych Kopalnia „Spruce Pine” w stanie Karolina Północna jest uważana za największe na świecie źródło krzemionki o wysokiej czystości. Znajduje się tam złoże krzemionki o bardzo wysokiej jakości, która jest niezbędna do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Stanowisko to dostarcza surowiec do wielu międzynarodowych producentów ogniw fotowoltaicznych.
Kopalnia „Donghai” w Chinach Kopalnia „Donghai” w prowincji Jiangsu w Chinach jest jednym z największych światowych dostawców krzemionki do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Chiny są globalnym liderem w produkcji i instalacji ogniw fotowoltaicznych, dlatego kopalnia „Donghai” odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu odpowiedniego surowca dla tej branży.
Kopalnia „Mineração Jadar” w Brazylii Kopalnia „Mineração Jadar” w Brazylii jest również jednym z ważnych światowych dostawców krzemionki do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Znajduje się w stanie Minas Gerais i dostarcza krzemionkę o wysokiej czystości dla międzynarodowych producentów ogniw fotowoltaicznych.
Mało kto zdaje sobie sprawę, że bogate pokłady krzemionki znajdują się również w Polsce, głównie na terenie województwa świętokrzyskiego ale temu zagadnieniu poświęcę cały wpis w moim blogu!