Quarzsand
Quarzsand spielt eine wesentliche Rolle in der Photovoltaik, da er die Hauptquelle für Silizium ist, das zur Herstellung von Solarzellen verwendet wird.
Quarzsand, besteht zu mindestens 95% aus reinem Siliziumdioxid (SiO2). Siliziumdioxid ist die häufigste Form von Silizium auf der Erde und kommt in der Natur in Form von Quarz vor.
Der Prozess der Umwandlung von Quarzsand in Solarzellen beginnt mit der Gewinnung von Silizium aus dem Quarzsand. Dies geschieht durch Erhitzen des Sands in einem Ofen bei sehr hohen Temperaturen in Anwesenheit eines Reduktionsmittels wie Kohlenstoff. Dieser Prozess wird als Carbothermische Reduktion bezeichnet und führt zur Bildung von metallurgischem Silizium.
Das so gewonnene metallurgische Silizium wird dann weiter gereinigt, um solarzellenfähiges Silizium herzustellen. Dies geschieht durch einen Prozess namens Siemens-Verfahren, bei dem das Silizium in eine gasförmige Verbindung umgewandelt und dann wieder abgeschieden wird, um eine sehr reine Form von Silizium zu erzeugen.
Dieses hochreine Silizium wird dann in dünne Scheiben, sogenannte Wafer, geschnitten, die die Grundlage für die Solarzellen bilden. Diese Wafers werden dann mit verschiedenen Materialien beschichtet und bearbeitet, um die Solarzellen zu schaffen, die in Solarmodulen verwendet werden.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass nicht jeder Sand zur Herstellung von Solarzellen geeignet ist. Der Quarzsand, der in der Solarindustrie verwendet wird, muss einen hohen Reinheitsgrad aufweisen und frei von Verunreinigungen sein, die die Leistung der Solarzellen beeinträchtigen könnten.