Einführung

Polykristallines Silizium (auch bekannt als polysilicon oder poly-Si) ist eine Form von Silizium, die in der Halbleiterindustrie und vor allem in der Photovoltaik-Branche weit verbreitet ist. Es handelt sich dabei um Silizium, das aus vielen unterschiedlich orientierten, kleinen Kristallen besteht, im Gegensatz zu monokristallinem Silizium, das aus einem einzigen Kristall besteht.

Herstellung von Polykristallinem Silizium

Die wichtigste Methode zur Herstellung von polykristallinem Silizium ist das Siemens-Verfahren. Dabei wird Siliziumtetrachlorid mit Wasserstoff bei hoher Temperatur reagiert. Übrig bleibt hochreines polykristallines Silizium, das dann zur Herstellung von Solarzellen und anderen Halbleiterprodukten weiterverarbeitet werden kann. Dabei wird das Silizium in dünne Platten (Wafers) geschnitten.

• Siemens-Verfahren: Siliziumtetrachlorid wird mit Wasserstoff bei etwa 1100°C aufgeheizt. Bei dieser Reaktion bildet sich am Ende hochreines Silizium und Chlor.

Verwendung in der Photovoltaik

In der Photovoltaik wird polykristallines Silizium zur Herstellung von Solarzellen genutzt. Solarzellen aus polykristallinem Silizium sind günstiger in der Herstellung als solche aus monokristallinem Silizium, weisen jedoch auch einen geringeren Wirkungsgrad auf.

Stets ist dabei der Trade-Off zwischen Kosten und Effizienz zu beachten: Während mono-kristalline Solarzellen einen höheren Wirkungsgrad aufweisen, sind sie in der Herstellung aufwändiger und kostenintensiver als ihre polykristallinen Pendants. Je nach Anwendung und Wirtschaftlichkeit kann daher die Wahl auf polykristalline Solarzellen fallen.

Zusammenhang in der Branche

In der Photovoltaik-Industrie ist die Wahl des Materials für die Solarzellen ein entscheidender Faktor für die Effizienz und die Kosten der Solaranlage. Dabei wird oft zwischen monokristallinem und polykristallinem Silizium unterschieden.

Polykristallines Silizium ist dabei oft das Material der Wahl für große Solarparks oder Anlagen mit geringerem Budget, da es günstiger in der Herstellung ist, auch wenn der Wirkungsgrad etwas geringer ist als bei monokristallinem Silizium. Daher wird der Begriff „polykristallines Silizium“ in Zusammenhang mit Diskussionen um Materialien, Kosten und Effizienz von Solaranlagen häufig genutzt.