WACKER I POLYSILICON I GLOBAL POLYSILICIUM Abgebildet sind hier die Standorte Burghausen (oben) und abgestimmt sind, und begleiten sie auf
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WACKER I STANdORT BURGhAUSEN WACKER in Burghausen Mit der Ansiedlung von WACKER entstand in sind, und begleiten sie auf Wunsch in allen
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SICHERHEIT I STANDORT BuRGHAuSEN I WERKFEuERWEHR 100 JAHRE WACKER-WERKFEuERWEHR abgestimmt sind, und begleiten sie auf
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in Burghausen mit 450 Angestellten Heute arbeiten Erzeugnisse in über 100 Länder, denn sie stecken sind, und begleiten sie auf Wunsch in allen Phasen
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WACKER I POLYSILICON I GLOBAL
POLYSILICIUM VON WACKER -
DAMIT AUS SONNE STROM WIRD
CREATING TOMORROW"S SOLUTIONS
" ICH WÜRDE MEIN GELD AUF DIESONNE UND SOLARENERGIE SETZEN.
WAS FÜR EINE ENERGIEQUELLE!
ICH HOFFE, WIR MÜSSEN NICHT
ERST ABWARTEN BIS ERDÖL
UND KOHLE ERSCHÖPFT SIND,
BEVOR WIR DAS ANGEHEN."
Thomas Edison, 1931
2 3Inhalt
Pionierarbeit
4Produktionsstandorte
6Vom Sand zum Polysilicium
8Vom Polysilicium zum Solarmodul
10 12WACKER auf einen Blick
15An der Solarenergie führt kein Weg vorbei
Unter allen Energieerzeugungsformen ist die
Photovoltaik diejenige mit der dynamischsten
Kostensenkungskurve. Die Kosten für Photovoltaik sind in letzter Zeit schneller gesunken als die jeder anderen Art der Energieerzeugung. Das liegt daran, dass Solarzellen heute stetig steigendeWirkungsgrade bei weiter sinkenden Herstellungs
kosten aufweisen. WACKER hat diese Entwicklung der modernen Solarindustrie zugeschnitten ist. 4 1954WACKER beginnt mit
der systematischenErforschung und Ent
wicklung von hochreinemPolysilicium. Nur ein
Reinheitsgrad von
WACKER Polysilicium
bereits bei nur einemFremdatom pro 10 Milli
onen Siliciumatomen. 1954Die ersten Silicium
basierten Transistoren kommen auf den Markt.Hochreines Polysilicium
PIONIERARBEIT
Hochreines Polysilicium von WACKER hat wesentlich zur digitalen Revolution und zum Durchbruch der Solarenergie beigetragen. 1959WACKER nimmt die
großtechnische Her- stellung von Polysilicium für Halbleiter auf (325 kg/Jahr) und baut in den Folgejahren denStandort Burghausen
(Deutschland) kontinu ierlich aus.1976/77
Jedes zweite Silicium-
atom in der Halbleiter- industrie kommt vonWACKER.
1980er und
1990er
WACKER entwickelt
einen neuen, kosten- e?zienten Herstellungs prozess für multikris talline Solarwafer. DieTechnologie wird auf
den Markt gebracht und WACKER setzt denFokus auf den Ausbau
seiner ProduktionskaPolysilicium.
2000WACKER nimmt in
Burghausen die
Produktion von Solar-
silicium auf.1960er
Einer der Hauptgründe
ist die wachsendeVerfügbarkeit von hoch-
reinem Polysilicium.1980er
Silicium basierte Rechner
?nden breite Verwendung in Industrie und Privat haushalten.1990er
Die ersten Mobiltelefone
kommen auf den Markt.Ende der 1990er Jahre
werden sie dank Design- und Leistungsverbesse rungen schnell Standard. 2000Das Erneuerbare-Ener-
gien-Gesetz (EEG) wird verabschiedet und führt zu einem raschenWachstum der Photo
voltaik und der Poly- siliciumnachfrage. Die deutsche "Energiewende" wird zum Vorbild für 5 2011Seit 2005 hat WACKER
mehr als 2 Mrd. in den Ausbau seiner deutschen Standorte inNünchritz und Burghau
sen investiert; die Poly- siliciumproduktion für die Photovoltaik steigt. 2016WACKER investiert
2,5 Mrd. US$ in einen
neuen Produktions- standort für Solarsilicium in Charleston (USA) und auf 80.000 Tonnen pro Jahr. 2012Die weltweite Photovol-
über 100 GW.
2015Die globale Photovoltaik-
die 200-GW-Marke undDie Zukunft
Hoche?ziente Solar-
systeme in Kombination mit modernster Speicher- technologie werden die weltweite Energie- revolutionieren.Seit 2007
Silicium basierte Smart
phones und Tablets erleichtern das Leben von vielen Menschen rund um den Globus. 6WACKER POLYSILICON:
FÜHREND IN QUALITÄT UND GRÖSSE
WACKER ist ein global aufgestellter Hersteller von Polysilicium und an drei Standorten Polysilicium. Die Werke inBurghausen, Nünchritz und Charleston haben
Jahr. WACKER ist der Pionier der Polysiliciumherstellung und heute Weltmarktführer. Polysilicium ist der zen trale Grundsto für Anwendungen in der Photovol taik und der Halbleiterindustrie.Erfahrung in der Entwicklung und Optimierung
von Produktionsprozessen. Unser Fokus liegt aufUmweltschutz. Aktuell sind wir nach ISO 9001,
ISO 14001, OHRIS und OHSAS zerti?ziert. Quali
einsatzes gehen Hand in Hand. Die hohe Reinheit hoche?zienter Solarmodule. Abgebildet sind hier die Standorte Burghausen (oben) und Nünchritz (Mitte). Die 2016 in Betrieb genommene Produk 7Charleston
Nünchritz
Burghausen
SeoulShanghaiTokio
Firmensitz, Produktionsstandort, Verkaufsbüro
und technische Kundenbetreuung Produktionsstandort, Verkaufsbüro und technischeKundenbetreuung
Verkaufsbüro und technische Kundenbetreuung
Produktionsstandort
8SONNE ERNTEN
MIT SAND:
DIE FASZINATION DES
POLYSILICIUMS
1Der Ausgangsstoff für
Polysilicium ist Quarz
(SiO 2). 2Die Sauerstoffatome
werden durch Erhitzen desSiliciumdioxids (SiO
2 ) mitKohlenstoff aus dem SiO
2 entfernt. So entsteht metal- lurgisches Silicium (Si mg das ein bis zwei Prozent 3In einem Wirbelschicht-
reaktor wird das metallurgi- sche Silicium (Si mg ) mit Hilfe von Chlorwasserstoff (HCl) in flüssiges Trichlorsilan (HSiCl 3 ) umgewandelt. 4Durch Destillation wird
hochreines Trichlorsilan erzeugt. 5Das extrem reine Trichlor-
silandestillat wird auf ca.1.000 °C erhitzt und über
dünne, erhitzte Silicium- 6 und reines Silicium wird abgeschieden. 7Abschließend wird das
hochreine Silicium zerklei- nert. Der entstehendeBruch bildet das Ausgangs-
material für Solarzellen undHalbleiterwafer.
Polysilicium-
herstellung In der Natur kommt es in erster Linie als Silicium dioxid (Quarz) vor, dem Ausgangsmaterial für die liche Eigenschaft: Es ist ein Halbleiter. Dadurch ist es zur Nutzung des photovoltaischen Eekts beson- des Halbleiters Silicium trit, absorbieren Elektronen die Lichtenergie und gehen von einem unbeweg- lichen, gebundenen Zustand (Valenzband) in einen dem sie frei beweglich sind. Durch den gezieltenEinbau geringster Mengen von Bor und Phosphor-
atomen in das hochreine Silicium entsteht ein inter- ner pn-Übergang. Sobald ein externer elektrischer Verbraucher angeschlossen wird, ießt elektrischer wird, ist Sonnenlicht. Die elektrischen Eigenschaften von Silicium lassen sich auch im großtechnischen Herstellungsprozess exakt einstellen. Silicium ist dadurch zum grundlegenden Material für Speicher-Chips, Prozessoren und die Photovoltaik geworden.
Leitungsband
Schematische Darstellung des photovoltaischen EflektsEnergie
Sonnenlicht
Valenzband
9Polysilicium-
herstellungDie Herstellung von hochreinem Polysilicium ist
ein überaus komplexer Prozess. Zwei Schritte sind dabei von grundlegender Bedeutung:Destillation
Metallurgisches Silicium besitzt bereits eine Rein heit von 98 - 99 Prozent. Aber dies reicht nichtSolarzelle aus. Deshalb nutzt WACKER ein ausge
reiftes Destillationsverfahren. Destillation ist in derChemie das bevorzugte Verfahren zur Reinigung
von üssigen Stoen, weil es sehr e?zient ist und bei vergleichsweise geringem Energieverbrauch einen hohen Durchsatz erlaubt. Für die Destillati on muss das Rohsilicium in Trichlorsilan (SiHCl 3 umgewandelt werden, das durch Reaktion mitChlorwassersto (HCI) erzeugt wird:
Si mg + 3 HCl SiHCl 3 + H 2Diese Flüssigkeit wird dann zur Entfernung von
Aus dem hochreinen Trichlorsilan werden dann
silicium) erzeugt. Dies geschieht in einer Gasphasen- abscheidung bei ca. 1.000 °C:4 SiHCl
3Si + 3 SiCl
4 + 2 H 2 und verpackt. licht die Herstellung von noch ezienteren Solarzellen - die Hauptvoraussetzung für kürzereEnergierücklaufzeiten, eine Reduzierung der
CO 2 -Emissionen und kontinuierliche Kosten- senkungen.SolarPower Europe/EPIA und WACKER Analyse
Über die Lebensdauer einer
Solarzelle gerechnet, spart
ein Kilogramm unseres hochreinen Polysiliciums mehr als 7.000 Kilogramm an CO 2 -Emissionen.* 10EINFACH EFFIZIENTER:
UNSER POLYSILICIUM FÜR SOLARZELLEN
WACKERs Polysilicium ist der Grundsto für
die Photovoltaik Polysilicium ist das Ausgangsmaterial für mono- und multikristalline Siliciumsolarzellen. In beiden werden nach dem Czochralski-Verfahren als Ein kristalle aus der Schmelze gezogen. Multikristalline rung in einem quadratischen Quarztiegel. Nach dem Kristallisieren und Abkühlen werden beide und diese dann wiederum zu Solarzellen verarbeitet.Typische Prozessschritte hierfür sind Strukturieren, Dotieren, Ätzen, Beschichten, Aufbringen der
elektrischen Kontakte und Brennen. Zum Schluss werden jeweils mehrere Zellen zu einem Solarmodul verbunden, das dann beispielsweise auf einemDach montiert werden kann. Der Wirkungsgrad der
Für das Ausgangsmaterial Polysilicium bedeutet
dies, dass der Wirkungsgrad der Solarzelle umsoPolysiliciumMonokristalliner Ingot
Struktu-
rieren,Dotieren,
Beschichten
und Aufbringen der KontakteSolarzelleSolarmodul
WaferMultikristalliner Ingot
Blockgießen < > Tiegelziehen
Wafer Schematische Darstellung der Herstellung von Photovoltaikmodulen 11NAH AM KUNDEN:
UNSER ANGEBOT
WACKER setzt nicht nur den Maßstab in punkto
Polysiliciumreinheit, sondern bietet auch das breite- Solar- und Halbleiterindustrie eine komplette Palette von jeweils maßgeschneiderten Polysiliciumproduk ten anbieten.Kosteneinsparungen entlang der gesamten
Unser Polysilicium bieten wir in einer Vielzahl von befüllung optimieren, den Output maximieren und Photovoltaik kontinuierlich sinken und Solarenergie als saubere Energiequelle immer attraktiver wird.Erstklassiger Support
Wir bieten zudem ein weltweites Vertriebsnetz und
kontinuierliche technische Unterstützung. Gleich- 12GESCHÄFT MIT WACHSTUMS-
PERSPEKTIVE: WARUM DIE
PHOTOVOLTAIK EINE GLÄNZENDE
ZUKUNFT HAT
Solarstrom ist eine kostene?ziente Energieform.
In vielen Regionen werden bereits Solarsystem
Jahren sind Preise von unter 0,5 /Wp erreichbar.Damit sinken die spezi?schen Stromgestehungs
kosten (Engl.: levelized cost of electricity, LCOE). In liegen. Da die Energieausbeute von der Sonnen-Regionen, wie beispielsweise Kalifornien, noch
deutlich niedriger. Dort sind Solarsysteme schon heute auf dem besten Weg, die günstigste Strom quelle zu werden. Die Energierücklaufzeit für Solaranlagen sinkt inEuropa kontinuierlich und liegt aktuell zwischen
0,5 und 1,4 Jahren, je nach Lage und Systemtyp.
Außerdem erzeugen Solarmodule in ihren 30+
Betriebsjahren keinerlei CO
2 -Emissionen. Selbst wenn man alle Stufen des Produktlebenszyklus zu sammennimmt (Produktion, Installation, Recycling etc.) ist die CO 2 -Bilanz von Solaranlagen um ein Vielfaches günstiger als die fossiler Brennstoe (16 bis 32 g/kWh bei Solarenergie gegenüber670 bis 1.000 g/kWh bei Kohle). Damit kann
weltweit führenden Stromquelle werden.Vielversprechendste Energiequelle
Energiespeicherung zum Schlüssel für den noch breiteren Einsatz erneuerbarer Energien. Kontinu ierliche Forschung und großtechnische Produktion lassen die Speichersystemkosten bereits heute sinken. Dies wird der Photovoltaik einen Platz als dezentrale Energiequelle für Millionen von Haus- halten sichern. 3530
25
20 15 10 5 0 ct/kWh
2007 2010 2015 2020 2030
Jahr Photovoltaik Oflshore-Windanlagen Gas Onshore-Windanlagen Kohle gegenüber fossilen Brennstoflen 20 15 10 5 0 Jahre1970 1980 1990 2000 2010 2020
Jahr Die Energierücklaufzeit von Solaranlagen liegt bereits bei etwa einem JahrQuelle: SolarPower Europe/EPIA und WACKER Analyse
13 machen und dazu beitragen, dass der Kohlensto- wird. den kontinuierlich sinkenden Kosten, spricht viel dafür, dass Photovoltaik die wichtigste nachhaltigeEnergiequelle der Zukunft wird.
Leistungsstarke Lithium
Ionen-Batterien mit Silicium-
Potenzial um Speicherkosten
zu senken. Die WACKER eigene Forschungseinrichtung "Consortium für Elektro- chemische Industrie" forscht intensiv an diesem Thema.Die Abbildung links zeigt eine
Lebensdauerprüfung an einer
Lithium-Ionen-Batterie bei
WACKER.
14NOTIZEN
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Wacker Chemie AG
Hanns-Seidel-Platz 4
81737 München
Tel. +49 89 6279-1741
info@wacker.com www.wacker.com www.wacker.com/polysilicon www.wacker.com/socialmedia7416de/06.17 Nachdruck 7416de/11.16
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