Silisiummetall, også kjent som industrielt silisium eller metallurgisk silisium, er den kommersielt produserte, relativt rene formen av elementært silisium. Den har vanligvis en renhet på98 % til 99,5 %, med den resterende prosentandelen bestående av urenheter som jern, aluminium og kalsium. Det produseres ved å redusere kvarts (SiO₂) med karbonmaterialer som kull, trekull eller petroleumskoks i en nedsenket elektrisk lysbueovn. Denne prosessen bruker en enorm mengde strøm-omtrent 12 000 til 14 000 kWh per tonn silisiummetall.
Produktet leveres som grå, metalliske-klumper, vanligvis i størrelse mellom 10 mm og 100 mm. Dens primære anvendelser er industrielle:
Som et legeringsmiddel i aluminiumsstøping (forbedrer styrke og støpeevne)
Som et råmateriale for å produsere silikoner, silaner og andre kjemiske forbindelser
Som basismateriale for raffinering til silisium med høyere-renhet for elektronikk og solceller
Krystallinsk silisium
Krystallinsk silisium er enforskjellig karakter av samme element. Det refererer til silisium som har blitt raffinert til ekstremt høye renhetsnivåer-vanligvis99,9999 % (6N) til 99,9999999 % (9N)eller enda høyere. Denne foredlingen oppnås gjennom komplekse kjemiske prosesser som Siemens-prosessen eller fluidisert sjiktreaktorteknologi, med utgangspunkt i silisiummetall.
Når det er renset, smeltes krystallinsk silisium og dyrkes til store, enkeltkrystallingoter (ved bruk av Czochralski-metoden) eller multi-blokker. Disse skjæres deretter i tynne skiver. Krystallinsk silisium er det grunnleggende materialet som brukes i:
Halvlederenheter (brikker, CPUer, minne)
Solcelleceller
Viktige forskjeller oppsummert
| Aspekt | Silisiummetall / Industrielt silisium | Krystallinsk silisium |
|---|---|---|
| Renhet | 98% – 99.5% | 99,9999 % – 99,9999999 % (6N til 9N) |
| Produksjon | Karbotermisk reduksjon av kvarts i lysbueovn | Kjemisk raffinering av silisiummetall (Siemens-prosess, etc.) |
| Utseende | Grå klumper, metallisk glans | Skinnende, speil-som blokker eller tynne oblater |
| Koste | Lav (omtrent $2000–$3000 per tonn) | Veldig høy (tusenvis av dollar per kilo) |
| Primær bruk | Legering, silikoner, base for raffinering | Halvledere, solceller |
Silisiummetall og industrisilisium er det samme produktet-det rå, 98-99,5 % rene materialet som brukes til industrielle bulkformål. Krystallinsk silisium er et mye høyere renhet, mye dyrere derivat av silisiummetall, spesielt produsert for elektronikk og fotovoltaiske applikasjoner.
