Produrre silicio di grado solare in modo sicuro e innocuo per l'ambiente
L'obiettivo principale del progetto era produrre silicio commerciale di grado solare ad un prezzo di mercato inferiore ai 20 Euro al kg. Questo ha comportato la realizzazione di test sulle cellule SOLSILC, il loro processo e l'efficienza, oltre alla valutazione ed agli studi degli aspetti tecnici, ambientali ed economici pertinenti. L'obiettivo finale dunque era far funzionare un impianto pilota che dimostrasse la fattibilità di una produzione di 5000 tonnellate all'anno di silicio di grado solare, realizzando così un prezzo competitivo sul mercato. Questo processo bifase ad alta temperatura produce metallo al silicio da quarzo d'elevata purezza e carbone nero puro, con carburo di silicio come prodotto intermedio. Il processo inizia in un forno rotativo al plasma, in cui pellet di quarzo e carbone nero reagiscono per produrre carburo di silicio. Il secondo forno è un forno elettrico ad arco, in cui viene formulata la mescola di silicio dalla reazione del quarzo e del carburo di silicio. La mescola di silicio saturata con carbone che ne risulta viene ridotta da varie centinaia di ppmw a 2-5 ppmw mediante la combinazione di tre processi di purificazione. Il primo è una precipitazione controllata SiC, seguita dallo spurgo delle ossidazioni gassose e infine dalla solidificazione direzionale. Sono stati inoltre condotti dei singoli test di purificazione dei diversi metodi di purificazione del silicio di grado solare, e ne è stata dimostrata l'efficacia. Dall'analisi chimica dei wafer fotovoltaici in commercio sono state derivate le specifiche minime per il silicio di grado solare, ed è stata stimata anche la composizione chimica del silicio SOLSILC. Sono state inoltre studiate le prestazioni di tolleranza delle cellule a impurità specifiche, e i risultati finali indicano la possibilità di ottenere buone prestazioni di cellula con wafer di silicio SOLSILC. Infine il progetto ha valutato l'impatto ambientale del processo SOLSILC comparandolo alle tecniche di produzione del silicio di grado solare. Si è così scoperto che per disponibilità di risorse, il consumo energetico e standard di sicurezza e delle emissioni questo processo è con forte probabilità uno dei processi di produzione più sicuri e innocui per l'ambiente.
