Το μεταλλουργικό πυρίτιο χωρίζεται σε διάφορες ποιότητες ανάλογα με τον βαθμό καθαρότητας, ο οποίος καθορίζει τη χρήση του σε διάφορες βιομηχανίες. Ακολουθεί αναλυτική ταξινόμηση:
1. Μεταλλουργικό πυρίτιο (MG-Si)
Καθαρότητα:97%-99% πυρίτιο
Σημαντικές ακαθαρσίες:
Σίδηρος (Fe): Λιγότερο ή ίσο με 0,5%
Αλουμίνιο (Al): Λιγότερο ή ίσο με 0,5%
Ασβέστιο (Ca): Λιγότερο ή ίσο με 0,3%
Κύριες Εφαρμογές:
Κράματα αλουμινίου(π.χ. ανταλλακτικά αυτοκινήτων, εξαρτήματα αεροδιαστημικής).
Παραγωγήχάλυβας πυριτίου(για ηλεκτρικούς μετασχηματιστές).
Πρώτες ύλες γιακράματα σιδηροπυριτίου(χρησιμοποιείται στην παραγωγή χάλυβα).
Παραγωγή: Παράγεται με ανθρακοθερμική αναγωγή σε φούρνους ηλεκτρικού τόξου.
2. Χημική κατηγορία πυριτίου
Καθαρότητα: Μεγαλύτερο ή ίσο με 99%πυρίτιο
Σημαντικές ακαθαρσίες:
Fe: Λιγότερο ή ίσο με 0,4%
Al: Λιγότερο ή ίσο με 0,4%
Ca: Λιγότερο ή ίσο με 0,1%
Κύριες Εφαρμογές:
Πρώτες ύλες για παραγωγήσιλικόνες(σφραγιστικά, λιπαντικά, ρητίνες).
Παραγωγήπολυπυρίτιο(χρησιμοποιώντας διαδικασίες καθαρισμού όπως η μέθοδος Siemens).
Διύλιση: Περαιτέρω επεξεργασία για την αφαίρεση ακαθαρσιών για χρήση στη χημική βιομηχανία και την ηλιακή ενέργεια.
3. Πυρίτιο ηλεκτρονικής ποιότητας (EG-Si)
Καθαρότητα: Μεγαλύτερο ή ίσο με 99,9999% (καθαρότητα 6Ν+)
Βασικές ακαθαρσίες:
Βόριο (Β), Φώσφορος (Ρ): < 1 ppb (μέρη ανά δισεκατομμύριο).
Βαρέα μέταλλα (π.χ. Cu, Ni): < 0,1 ppb.
Κύριες Εφαρμογές:
Γκοφρέτες ημιαγωγώνγια ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC) και μικροτσίπ.
Φωτοβολταϊκά (PV) κύτταραγια ηλιακούς συλλέκτες.
Παραγωγή:
Λήψη απόπολυπυρίτιοχρησιμοποιώντας διαδικασίες όπως η μέθοδος Czochralski (CZ) ή η μέθοδος float zone (FZ).
Απαιτεί εξαιρετικά υψηλό καθαρισμό (π.χ. εξευγενισμός ζώνης, εναπόθεση χημικών ατμών).
4. Πυρίτιο ηλιακής ποιότητας (SoG-Si)
Καθαρότητα:από 99,9999% (6Ν) σε 99,99999% (7Ν).
Μια ενδιάμεση επιλογή μεταξύ χημικών και ηλεκτρονικών τάξεων.
Εφαρμογή:
Χρησιμοποιείται κυρίως σεηλιακά φωτοβολταϊκά κύτταρα.
Οικονομική αποτελεσματικότητα: Λιγότερο αυστηρές απαιτήσεις καθαρότητας από το e-grade, μειώνοντας το κόστος παραγωγής.
Βασικές Σημειώσεις
Πολυπυρίτιο έναντι μεταλλουργικού πυριτίου:
Поликремний (>99,9999% Si) παράγεται από πυρίτιο χημικής ποιότητας και χρησιμεύει ως πρόδρομος για το EG-Si και το SoG-Si.
Επίδραση ακαθαρσιών:
Ακόμη και ίχνη ακαθαρσιών (για παράδειγμα, Fe, Al) επιδεινώνουν τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των ημιαγωγών.
Απαιτούνται προηγμένες τεχνολογίες καθαρισμού (π.χ. απόσταξη, διύλιση σε αέρια φάση) για την απόκτηση καθαρότερων βαθμών.