Кремниевый рывок - Russian silicon jerk

Кремний сейчас - как космические корабли в 50-60 годы ХХ века - на острие инновационной политики: из него делают начинку процессоров и солнечных батарей.

Только факты:
- срок службы солнечной батареи более 25 лет;
- типичный КПД солнечной батареи 14%;
- напряжение любой пластинки кремниевого элемента: без нагрузки 0.6 В, под нагрузкой 0.5 В (при инсоляции 1 кВт/м2);
- кремний - второй по распространённости элемент во вселенной, в то же время всего 2% чистого кремния идёт на солнечную энергетику;
- мировая нехватка солнечного кремния оценивается в 10-15 тысяч тонн в год;
- за год в России изготавливается примерно 5-6 МВт солнечных батарей, а продаётся на внутреннем рынке не более 150 кВт;
- к 2020 году Швеция планирует полностью отказаться от углеводородного топлива;
- в Германии уже несколько лет действует государственная программа "Сто тысяч солнечных крыш";
- в США действует аналогичная программа "Миллион солнечных крыш".

О ситуации в российской кремниевой отрасли и о разработке оборудования для производства кремния нам рассказал главный конструктор установок для производства кремния.

- Сейчас в мире бум на солнечную энергетику, - говорит он, - технологической основой которой является специально выращиваемый кремний. Именно поэтому мы, как машиностроители, начали выпускать установки для промышленного производства кремния:

Производство кремния является сложной многоступенчатой технологией. Прутки поликремния (основы промышленного кремния) получаются из трехурсилана, получаемого в свою очередь из технического кремния. Из трехурсилана путем водородного восстановления в реакторе Сименса.
Далее: поликристаллический кремний расплавляется, и из него (на другой установке) выращивается монокремний. Полученный кристалл разрезается на пластины, которые полируются. Именно из них получаются солнечные элементы или чипы:

В настоящее время поликремния в мире не хватает. Именно поэтому оборудование для его производства находит покупателей. Технология производства полностью автоматизирована. В результате получатся кремниевый кристалл длиной до 2 метров и диаметром до 200 мм:

(Кстати, за рубежом, для большей прибыльности, стараются получать кристаллы большей площади - 300 мм и более).

- Мы производим установки как для поликремния, так и для монокремния. Но если для производства поликремния требуется строить химический завод, то для производства монокремния достаточно иметь только специальную установку.

- Куда поставляются установки?

- Строительство завода очень затратно. Нужны инвестиции 300-400 млн. долларов. Но Россия в ближайшие годы сделает прорыв в создании кремнивоевой промышленности. Реально завод строится в Усолье-Сибирском (туда поставили 3 установки), также реально - в Железногорске (под Красноярском) - 6 установок. Есть и перспективные проекты. Например, Балтийская кремниевая долина (Сосновый бор под Петербургом). Другой проект предусмотрен в Новочебоксарске, где производят трехборсилат, в Казахстане и в Киргизии.

- Какие перспективы в 2008 году?

- Наша задача: установки по поликремнию, действующие на ГХК в Железногорске, запустить в промышленном масштабе (сейчас они в опытной эксплуатации). Такая же задача стоит для Усолья-Сибирского. В разрабатываемом нами проекте для Балтийской кремниевой долины стоит задача перейти на безлюдную технологию.

Мы уже писали, что российские ученые создали батарею с производительностью более 50% и назвали ее "Звездной батареей", так как она дает энергию даже от света звезд. Подробнее читайте здесь.