Solcelleindustrien vokser så raskt at silisium for solcellepaneler er blitt mangelvare. I det nye solcellelaboratoriet HELIOSI skal NTNU/SINTEF forske på fremstilling av silisium av solcellekvalitet.
Helios betyr sol og Si er den kjemiske betegnelsen på silisium, og med kombinasjonen av de to ordene gikk professor Nils Ryum seirende ut av navnekonkurransen for det nye laboratoriet.
Knapphet på silisium
Produksjonen av solceller øker omtrent 30 prosent per år, og har ført til at silisium med den renhetsgrad som brukes for dette formålet er blitt en knapp ressurs. Hittil har "avkappet" fra elektronikkindustriens forbruk av rent silisium vært nok til å tilfredsstille behovet for råstoff til solcelleindustrien. ScanWafer i Glomfjord smelter om "silisiumskrap" til polykrystallinsk silisium. På grunn av etterspørselen bygger Scanwafer nå ut produksjonskapasiteten sin til det femdobbelte, og vil trenge 600 tonn solcellesilisium neste år.
For å kunne tilfredsstille behovet har Forskningsrådet, Elkem (som er en av verdens ledende produsenter av silisium) og ScanWafer startet et felles prosjekt ved NTNU/Sintef for å forske på fremstilling av såkalt solar grade silisium, SOG-Si. "Fra sand til solceller" heter prosjektet som ledes av professor Georg Hagen ved Institutt for materialteknologi og elektrokjemi.
Kostbar ovn
I det nye renlaboratoriet er det nå installert en ovn til 3.3. millioner kroner for krystallisasjon av silisium. Her kan prosessparametre som temperatur, størkningstid og lignende varieres for å finne fram til beste resultat. Å lage lange Si-krystaller som størkner fra bunnen av smelten er ønskelig, og å få forurensninger samlet på toppen av smelten. Ca 36 timer tar det å lage en silisiumklump (ingot) på 13 kilo i denne ovnen som er stor nok til å simulere industriell produksjon.
Energi fra solceller kan løse behovet for elektrisk energi for de to milliarder av verdens befolkning som bor på små øyer og i avsidesliggende områder. ScanWafer har etablert et datterfirma i Namibia, Sol Energy, som skal levere 60.000 enkle solcelleanlegg til primitive husstander i Afrika i løpet av de nærmeste årene.
Tekst og foto: Arne Asphjell