Metalurgický křemík se dělí do různých jakostí v závislosti na stupni čistoty, což určuje jeho použití v různých průmyslových odvětvích. Zde je podrobná klasifikace:
1. Metalurgický křemík (MG-Si)
Čistota:97%-99% křemíku
Hlavní nečistoty:
Železo (Fe): méně než nebo rovno 0,5 %
Hliník (Al): Méně než nebo rovno 0,5 %
Vápník (Ca): méně než nebo rovno 0,3 %
Hlavní aplikace:
Slitiny hliníku(např. automobilové díly, letecké komponenty).
Výrobakřemíkové oceli(pro elektrické transformátory).
Suroviny proslitiny ferosilicia(používá se při výrobě oceli).
Výroba: Vyrábí se karbotermickou redukcí v elektrických obloukových pecích.
2. Chemická třída křemíku
Čistota: větší nebo rovno 99 %křemík
Hlavní nečistoty:
Fe: menší nebo rovno 0,4 %
Al: menší nebo rovno 0,4 %
Ca: méně než nebo rovno 0,1 %
Hlavní aplikace:
Suroviny pro výrobusilikony(tmely, maziva, pryskyřice).
Výrobapolysilikon(pomocí purifikačních procesů, jako je Siemensova metoda).
Rafinace: Další zpracování k odstranění nečistot pro použití v chemickém průmyslu a solární energetice.
3. Elektronický křemík (EG-Si)
Čistota: Větší nebo rovno 990,9999 % (čistota 6N+)
Klíčové nečistoty:
Bór (B), fosfor (P): < 1 ppb (částic na miliardu).
Těžké kovy (např. Cu, Ni): < 0,1 ppb.
Hlavní aplikace:
Polovodičové destičkypro integrované obvody (IC) a mikročipy.
Fotovoltaické (FV) článkypro solární panely.
Výroba:
Příjem odpolysilikonpomocí procesů, jako je Czochralski metoda (CZ) nebo metoda float zone (FZ).
Vyžaduje ultravysoké čištění (např. zónová rafinace, chemické nanášení par).
4. Solární křemík (SoG-Si)
Čistota:od 99,9999 % (6N) do 99,99999 % (7N).
Mezitřída mezi chemickými a elektronickými třídami.
Aplikace:
Používá se hlavně vsolární fotovoltaické články.
Ekonomická efektivita: Méně přísné požadavky na čistotu než u e-grade, což snižuje výrobní náklady.
Klíčové poznámky
Polysilikon versus metalurgický křemík:
Поликремний (>99,9999 % Si) se vyrábí z chemického křemíku a slouží jako prekurzor pro EG-Si a SoG-Si.
Vliv nečistot:
Dokonce i stopové nečistoty (například Fe, Al) zhoršují elektrické vlastnosti polovodičů.
K získání čistších jakostí jsou nutné pokročilé technologie čištění (např. destilace, rafinace v plynné fázi).