EP3114034A1 - Verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium - Google Patents

Verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium

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Publication number
EP3114034A1
EP3114034A1 EP15706827.1A EP15706827A EP3114034A1 EP 3114034 A1 EP3114034 A1 EP 3114034A1 EP 15706827 A EP15706827 A EP 15706827A EP 3114034 A1 EP3114034 A1 EP 3114034A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polycrystalline silicon
fragments
plastic
ppbw
less
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15706827.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Vietz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Publication of EP3114034A1 publication Critical patent/EP3114034A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B63/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D5/00—Rigid or semi-rigid containers of polygonal cross-section, e.g. boxes, cartons or trays, formed by folding or erecting one or more blanks made of paper
    • B65D5/42—Details of containers or of foldable or erectable container blanks
    • B65D5/56—Linings or internal coatings, e.g. pre-formed trays provided with a blow- or thermoformed layer
    • B65D5/563—Laminated linings; Coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C01B33/035—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds in the presence of heated filaments of silicon, carbon or a refractory metal, e.g. tantalum or tungsten, or in the presence of heated silicon rods on which the formed silicon is deposited, a silicon rod being obtained, e.g. Siemens process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/04—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of polycrystalline silicon.
  • Polycrystalline silicon (polysilicon) is predominantly deposited by the Siemens method from halosilanes such as trichlorosilane on thin rods, whereby polycrystalline silicon rods are obtained, which are then crushed into polycrystalline silicon fragments. After breaking up into fragments, it is customary to classify them into specific size classes. After sorting and classifying the fragments are dosed to a specific weight and packed in a plastic bag.
  • a corresponding method for sorting, classifying, dosing and packaging of fragments is known from US 2013309524 A1. For applications in the semiconductor and solar industries, the least possible contaminated polysilicon fraction is desired. Therefore, it is desirable that the fragmentation into fragments, the sorting and classifying, the dosing as well as the packaging take place with as little contamination as possible.
  • the fragments have to be transported between the individual processing steps from one plant to another, e.g. from the crushing plant to the packaging machine. It is customary, the fragments in so-called. Buffer tank, usually plastic crates to temporarily store. The last processing step is always the packaging in plastic bag, but due to the fact that polysilicon is a sharp-edged, non-free-flowing bulk material, which pierces the plastic bag during filling or in the worst case can even completely destroy, is problematic.
  • DE 10 2007 027 1 10 A1 discloses a process for packaging polycrystalline silicon, in which polycrystalline silicon is filled by means of a filling device into a freely hanging, completely formed, bag, the filled bag subsequently being sealed, characterized in that the bag consists of high-purity plastic with a wall thickness of 10 to 1000 ⁇ m, the filling device comprising a freely suspended energy absorber made of a nonmetallic low-contamination material which is introduced into the plastic bag before the polycrystalline silicon is introduced and via which the polycrystalline silicon is deposited. is filled into the plastic bag, and the suspended energy absorber is then removed from the polycrystalline silicon filled plastic bag and the plastic bag is closed.
  • rod-shaped round bodies weighing more than 2 kg and one size from 90 to 170 mm, wherein in each case at least one film in a cuboid, the dimensions of the packaged polycrystalline silicon fitted cardboard plugged, the polycrystalline silicon is introduced into the at least one film, wherein the at least one film is then welded and the polycrystalline silicon wraps.
  • the polycrystalline silicon which is in the form of a fragment or a rod-shaped round and has a weight greater than 2 kg and a size of 90 to 170 mm, is surrounded by at least one 10 to 200 pm thick film which wraps around the polycrystalline silicon, wherein said at least one film is surrounded by another film having a reinforcing structure. After welding the films, the polycrystalline silicon is introduced into a transport container comprising separating elements or cardboard.
  • Transports can be avoided more effectively. Basically, it is therefore intended to transport the fragments in plastic crates and to pack them as a final step in plastic bags or films.
  • the object is achieved by a method for the production of polycrystalline silicon comprising providing polycrystalline silicon rods, comminuting the polycrystalline silicon rods into polycrystalline silicon fragments and packaging the polycrystalline silicon fragments by introducing the polycrystalline silicon
  • the polycrystalline silicon is preferably deposited on heated silicon thin rods, using as the reaction gas a silicon-containing component and hydrogen (Siemens process).
  • the silicon-containing component is a chlorosilane, more preferably trichlorosilane.
  • the deposition is done according to the prior art, e.g. Reference is made to WO 2009/047107 A2.
  • the comminution is carried out by means of a crusher, e.g. with a jaw crusher.
  • a crusher e.g. with a jaw crusher.
  • Such a crusher is described for example in EP 338 682 A2.
  • the broken silicon if necessary by means of a mechanical sieve in the o.g. Fraction sizes classified. Previously, it is preferably packaged in a cardboard box and transported from the crushing plant to a plant through which it is sorted and classified.
  • the fragments are cleaned before final packaging.
  • the classified silicon is packed in a cardboard container and transported to the cleaning plant.
  • the same cardboard container is used, in which the fragments were packed after crushing.
  • a cleaning solution containing HNO 3 and HF is preferably used.
  • the polysilicon fragments are washed in a pre-cleaning in at least one stage with an oxidizing cleaning solution, washed in a main cleaning in a further stage with a cleaning solution, the HNO 3 and HF, and in a hydrophilization in yet another step with an oxidizing cleaning liquid.
  • the pre-cleaning is preferably carried out by means of HF / HCl / H 2 0 2 .
  • the hydrophilization of the silicon surface is preferably carried out by means of HCl / H 2 0 2 .
  • the polysilicon fragments are packed in a cardboard container.
  • a cardboard container containing a bottom, a wall and an opening, wherein at least the inner surfaces of the bottom and wall, which come into contact with the polycrystalline silicon fragments, are coated with plastic.
  • the same cardboard box is used in the packaging after cleaning, in which the fragments were packed after crushing.
  • Cardboard is a material produced from pulp, groundwood and waste paper, whose use in the packaging industry is usual for the protection of packaged goods. Essentially, this is paper with a larger thickness. Cardboard is usually multi-ply, so it consists of several layers of paper of different thickness, which are pressed together without the use of adhesive.
  • the cardboard container is closed after filling with the polycrystalline silicon fragments.
  • a cover which also consists of cardboard (cardboard cover).
  • the inner, the polycrystalline silicon fragments facing surfaces of the cover are also coated with plastic.
  • the plastic coating preferably has a thickness of 50 m to 500 ⁇ on.
  • the plastic used preferably contains less than 100 ppbw of boron, less than 100 ppbw of phosphorus, and less than 10 ppbw of arsenic.
  • the plastic is preferably selected from the group consisting of polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyurethane (PU), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene chloride (PVDC) and polysiloxane (silicone).
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PU polyurethane
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • siloxane silicone
  • the cardboard container can be laminated with plastic, laminated, sprayed or steamed.
  • the coating can be carried out, for example, with aqueous polymer dispersions or by extrusion.
  • plastic granules are used, which are converted into a liquid thermoplastic melt.
  • the liquid melt is applied to the carrier web.
  • the polycrystalline silicon fragments are each packaged after crushing, after an optional step of sorting and classification and after an optional cleaning step in a previously mentioned plastic-coated cardboard container and transported to the next processing step.
  • the polycrystalline silicon fragments are packed after the last processing step in a previously mentioned cardboard container with plastic coating and transported to the customer.
  • the cardboard container is particularly preferably used both for transporting the fragments between installations in the manufacturing process and as a final packaging container, which is transported to the customer.
  • a net weight of 5 kg to 1200 kg is preferred.
  • a net weight of 5 kg to 500 kg is particularly preferred, most preferably a net weight of 10 kg to 40 kg.
  • the cardboard boxes can be automatically welded or closed after filling.
  • the cardboard containers Preferably, the cardboard containers have a rectangular shape. This makes it easy to automate the further processing.
  • the use of commercially available palletizing systems is possible and preferred.
  • the cardboard containers are preferably fastened on a pallet, particularly preferably lashed.
  • the fragments can be dosed directly into the container.
  • Standard packaging machines or robots with gripping arms can be used. There is relatively little fines content when filling the container.
  • gloves made of high-purity polyethylene or PU are preferred.
  • the material that makes up the gloves should contain less than 100 ppbw of boron, less than 100 ppbw of phosphorus, and less than 10 ppbw of arsenic.
  • it has usually been necessary to preform the bags e.g. by means of a forming tube or by pulling the bag over a shoulder. This is omitted in the method according to the invention, since a cardboard container is used. The known from the prior art problem of punctures does not occur.
  • the carton container preferably includes controls that are attached to the outer wall of the container to allow gripping and holding the carton container.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium umfassend Bereitstellen von polykristallinen Siliciumstäben, Zerkleinerung der polykristallinen Siliciumstäbe in polykristalline Siliciumbruchstücke und Verpacken der polykristallinen Siliciumbruchstücke durch Einbringen der polykristallinen Siliciumbruchstücke in einen Kartonbehälter enthaltend einen Boden, eine Wand und eine Öffnung, wobei zumindest die innenliegenden Flächen von Boden und Wand, die mit den polykristallinen Siliciumbruchstücken in Berührung kommen, mit Kunststoff beschichtet sind.

Description

Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium.
Polykristallines Silicium (Polysilicium) wird überwiegend mittels des Siemensverfahrens aus Halogensilanen wie Trichlorsilan auf Dünnstäben abgeschieden, wodurch polykristalline Siliciumstäbe erhalten werden, die anschließend in polykristalline Silici- umbruchstücke zerkleinert werden. Nach dem Zerkleinern in Bruchstücke ist es üb- lieh, diese in bestimmte Größenklassen zu klassifizieren. Nach Sortieren und Klassifizieren werden die Bruchstücke auf ein bestimmtes Gewicht dosiert und in einem Kunststoffbeutel verpackt. Ein entsprechendes Verfahren zum Sortieren, Klassifizieren, Dosieren und Verpacken von Bruchstücken ist aus US 2013309524 A1 bekannt. Für Anwendungen in der Halbleiter- und Solarindustrie ist ein möglichst wenig kontaminierter Polysiliciumbruch erwünscht. Daher ist es wünschenswert, dass das Zerkleinern in Bruchstücke, das Sortieren und Klassifizieren, das Dosieren sowie das Verpacken möglichst kontaminationsarm erfolgen. Üblicherweise müssen die Bruchstücke zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten von einer Anlage zu einer anderen transportiert werden, z.B. von der Zerkleinerungsanlage zur Verpackungsmaschine. Dabei ist es üblich, die Bruchstücke in sog. Pufferbehälter, üblicherweise Kunststoffkisten, zwischenzulagern. Als letzter Bearbeitungsschritt erfolgt stets die Verpackung in Kunststoffbeutel, die jedoch aufgrund der Tatsache, dass es sich bei Polysiliciumbruch um ein scharfkantiges, nicht rieselfähiges Schüttgut handelt, das den Kunststoffbeutel beim Befüllen durchstoßen oder im schlimmsten Fall sogar vollständig zerstören kann, problematisch ist.
DE 10 2007 027 1 10 A1 offenbart zu diesem Zweck ein Verfahren zur Verpackung von polykristallinem Silicium, bei dem polykristallines Silicium mittels einer Abfüllvorrichtung in einen frei hängenden, fertig geformten, Beutel gefüllt wird, wobei der gefüllte Beutel anschließend verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Beu- tel aus hochreinem Kunststoff mit einer Wanddicke von 10 bis 1000 μηι besteht, wobei die Abfüllvorrichtung einen frei hängenden Energieabsorber aus einem nichtmetallischen kontaminationsarmen Werkstoff umfasst, der vor Einfüllen des polykristallinen Silicium in den Kunststoffbeutel eingeführt wird und über den das polykristalline Silici- um in den Kunststoffbeutel eingefüllt wird, und der frei hängende Energieabsorber anschließend aus dem mit polykristallinem Silicium gefüllten Kunststoffbeutel entfernt wird und der Kunststoffbeutel verschlossen wird. Durch ein solches Verfahren, das einen Energieabsorber innerhalb des Kunststoffbeutels vorsieht, können Durchstoßungen des Kunststoffbeutels während des Verpa- ckens weitgehend verhindert werden. Dies gilt aber nur für kleine bzw. leichte Bruchstücke. Es hat sich gezeigt, dass sich das Risiko für Beutelverletzungen proportional zur Bruchstückmasse verstärkt.
Eine prinzipiell denkbare Möglichkeit, die Durchstoßrate durch Verstärkung der Beutelfolie zu reduzieren, hat sich als wenig praktikabel erwiesen, zumal eine derartige weniger biegsame Folie schwer handhabbar wäre. Die im Einsatz befindlichen Verpackungsmaschinen sind nicht für Folien mit einer Dicke von größer als 350 μιη ausgelegt. Zudem wäre die Zeit zum Verschweißen von solchen dicken Beuteln länger, was den Durchsatz vermindert. Solche Durchstoßungen des Beutels können nicht nur während der Verpackung, sondern auch beim Transport zum Kunden auftreten. Polysiliciumbruch ist
scharfkantig, so dass bei ungünstiger Orientierung der Bruchstücke im Beutel durch Relativbewegung bzw. Druck der Bruchstücke zur bzw. auf die Beutelfolie diese durchschnitten bzw. durchstoßen werden.
Erfahrungen haben gezeigt, dass Beutel aus handelsüblichen PE- Folien, die mit Polysiliciumbruch befüllt wurden, beim oder nach dem Transport aufgerissene Schweißnähte zeigen. Aus der Beutelverpackung herausstehende Bruchstücke können direkt durch umgebende Materailen, innenliegende Bruchstücke durch einströmende
Umgebungsluft inakzeptabel kontaminiert werden. Diese Problematik zeigt sich auch bei den sog. Doppelbeuteln, bei denen in einen ersten Beutel das Polysilicium gefüllt wird und dieser erste Beutel anschließend in einen zweiten Beutel eingebracht wird.
Für größere Bruchstücke offenbart US 20130269295 A1 ein Verfahren zur
Verpackung von polykristallinem Silicium in Form von Bruchstücken oder
stabförmigen Rundlingen, welche ein Gewicht von größer als 2 kg und eine Größe von 90 bis 170 mm aufweisen, wobei jeweils wenigstens eine Folie in einen quaderförmigen, den Abmessungen des zu verpackenden polykristallinen Siliciums angepassten Karton gesteckt, das polykristalline Silcium in die wenigstens eine Folie eingeführt wird, wobei die wenigstens eine Folie anschließend verschweißt wird und das polykristalline Silicium umschlingt. Das polykristalline Silicium, das in Form eines Bruchstücks oder eines stabförmigen Rundlings vorliegt und ein Gewicht von größer als 2 kg und eine Größe von 90 bis 170 mm aufweist, ist umgeben von wenigstens einer 10 bis 200 pm dicken Folie, die das polykristalline Silicium umschlingt, wobei diese wenigstens eine Folie von einer weiteren Folie mit einer Verstärkungsstruktur umgeben ist. Nach Verschweißen der Folien wird das polykristalline Silicium in einen Transportbehälter umfassend Trennelemente oder Kartons eingebracht.
Dadaurch sollen bei größeren Bruchstücken Durchstoßungen während des
Transports effektiver vermieden werden. Grundsätzlich ist also vorgesehen, die Bruchstücke in Kunstoffkisten zu transportieren und als abschließenden Schritt in Kunststoffbeuteln oder -folien zu verpacken.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein kostengünstigeres und
wirtschaftlicheres Verfahren bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium umfassend Bereitstellen von polykristallinen Siliciumstäben, Zerkleinerung der polykristallinen Siliciumstäbe in polykristalline Siliciumbruchstücke und Verpacken der polykristallinen Siliciumbruchstücke durch Einbringen der polykristallinen
Siliciumbruchstücke in einen Kartonbehälter enthaltend einen Boden, eine Wand und eine Öffnung, wobei zumindest die innenliegenden Flächen von Boden und Wand, die mit den polykristallinen Siliciumbruchstücken in Berührung kommen, mit Kunststoff beschichtet sind. Das polykristalline Silicium wird vorzugsweise an erhitzten Silicium-Dünnstäben abgeschieden, wobei als Reaktionsgas eine Silicium enthaltende Komponente und Wasserstoff verwendet werden (Siemens-Prozess). Vorzugsweise handelt es sich bei der Silicium enthaltenden Komponente um ein Chlorsilan, besonders bevorzugt um Trichlorsilan. Die Abscheidung erfolgt gemäß Stand der Technik, wobei z.B. auf WO 2009/047107 A2 verwiesen wird.
Nach der Abscheidung werden die polykristallinen Siliciumstäbe zerkleinert. Vorzugsweise erfolgt zunächst eine Vorzerkleinerung der Polysiliciumstäbe. Dazu wird ein Hammer aus einem abriebarmen Werkstoff, z.B. Hartmetall verwendet. Das Vorzerkleinern erfolgt auf einem Arbeitstisch mit einer Oberfläche, die vorzugsweise aus verschleißarmem Kunststoff oder aus Silicium besteht. Anschließend erfolgt eine Zerkleinerung des vorzerkleinerten Polysiliciums auf die gewünschte Zielgröße Bruchgröße 0, 1 , 2, 3, 4 oder 5. Die Bruchgröße ist als längste Entfernung zweier Punkte auf der Oberfläche eines Silicium-Bruchstücks (=max. Länge) wie folgt definiert: Bruchgröße (BG) 0 [mm] 0,1 bis 5
Bruchgröße 1 [mm] 3 bis 15
Bruchgröße 2 [mm] 10 bis 40
Bruchgröße 3 [mm] 20 bis 60
Bruchgröße 4 [mm] 45 bis 120
Bruchgröße 5 [mm] 100 bis 250
Dabei liegen jeweils mindestens 90 Gew.-% der Bruchfraktion innerhalb der genannten Größenbereiche. Die Zerkleinerung erfolgt mittels eines Brechers, z.B. mit einem Backenbrecher. Ein solcher Brecher ist beispielsweise beschrieben in EP 338 682 A2.
Anschließend wird das gebrochene Silicium ggf. mittels eines mechanischen Siebs in die o.g. Bruchgrößen klassifiziert. Zuvor wird es vorzugweise in einen Kartonbehälter verpackt und von der Zerkleinerungsanlage zu einer Anlage transportiert, durch die es sortiert und klassifiziert wird.
Optional werden die Bruchstücke vor der Endverpackung gereinigt. Zu diesem Zweck wird das klassifizierte Silicium in einen Kartonbehälter verpackt und zur Reinigungs- anläge transportiert. Vorzugweise kommt der gleiche Kartonbehälter zum Einsatz, in den die Bruchstücke nach dem Zerkleinern verpackt wurden.
Bei der Reinigung wird vorzugweise eine Reinigungslösung enthaltend HNO3 und HF verwendet.
Vorzugweise werden die Polysiliciumbruchstücke in einer Vorreinigung in zumindest einer Stufe mit einer oxidierenden Reinigungslösung gewaschen, in einer Hauptreinigung in einer weiteren Stufe mit einer Reinigungslösung gewaschen, die HNO3 und HF enthält, und bei einer Hydrophilierung in noch einer weiteren Stufe mit einer oxi- dierenden Reinigungsflüssigkeit gewaschen. Die Vorreinigung erfolgt vorzugsweise mittels HF/ HCl/ H202. Die Hydrophilierung der Siliciumoberfläche erfolgt vorzugsweise mittels HCl/ H202.
Nach der Reinigung bzw. direkt nach dem Zerkleinern (falls keine Reinigung erfolgt) werden die Polysiliciumbruchstücke in einen Kartonbehälter verpackt. Vorzugweise handelt es sich um einen Kartonbehälter enthaltend einen Boden, eine Wand und eine Öffnung, wobei zumindest die innenliegenden Flächen von Boden und Wand, die mit den polykristallinen Siliciumbruchstücken in Berührung kommen, mit Kunststoff beschichtet sind. Vorzugweise kommt beim Verpacken nach der Reinigung der gleiche Kartonbehälter zum Einsatz, in den die Bruchstücke nach dem Zerkleinern verpackt wurden. Karton ist ein aus Zellstoff, Holzschliff und Altpapier hergestellter Werkstoff, dessen Einsatz in der Verpackungsindustrie zum Schutz von Packgutüblich ist. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Papier mit einer größeren Dicke. Karton ist in der Regel mehrlagig, besteht also aus mehreren Lagen von Papier unterschiedlicher Dicke, die ohne Einsatz von Klebstoff miteinander verpresst werden.
Vorzugweise wird der Kartonbehälter nach dem Befüllen mit den polykristallinen Siliciumbruchstücken geschlossen. Dabei kommt vorzugweise eine Abdeckung zum Einsatz, die ebenfalls aus Karton besteht (Kartondeckel). Besonders bevorzugt sind die innenliegenden, den polykristallinen Siliciumbruchstücken zugewandten Flächen der Abdeckung ebenfalls mit Kunststoff beschichtet.
Die Kunststoffbeschichtung weist vorzugweise eine Dicke von 50 m bis 500 μιτι auf.
Der verwendete Kunststoff enthält vorzugweise weniger als 100 ppbw Bor, weniger als 100 ppbw Phosphor und weniger als 10 ppbw Arsen.
Der Kunststoff wird vorzugweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyurethan (PU), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvi- nylidenchlorid (PVDC) und Polysiloxan (Silikon).
Der Kartonbehälter kann mit Kunststoff kaschiert, laminiert, besprüht oder bedampft sein. Die Beschichtung kann beispielsweise mit wässrigen Kunststoffdispersionen oder im Extrusionsverfahren erfolgen. Bei der Extrusionsbeschichtung werden Kunststoffgranulate verwendet, die in eine flüssige thermoplastische Schmelze überführt werden. Die flüssige Schmelze wird auf die Trägerbahn aufgebracht.
Vorzugweise werden die polykristallinen Siliciumbruchstücke jeweils nach der Zerkleinerung, nach einem optionalen Schritt der Sortierung und Klassifizierung und nach einem optionalen Reinigungsschritt in einen zuvor genannten Kartonbehälter mit Kunststoffbeschichtung verpackt und zum nächsten Bearbeitungsschritt transportiert.
Vorzugweise werden die polykristallinen Siliciumbruchstücke nach dem letzten Bearbeitungsschritt in einen zuvor genannten Kartonbehälter mit Kunststoffbeschichtung verpackt und zum Kunden transportiert. Der Kartonbehälter wird besonders bevorzugt sowohl zum Transport der Bruchstücke zwischen Anlagen im Fertigungsprozess als auch als Endverpackungsbehälter verwendet, der zum Kunden transportiert wird.
Dies führt zu weniger Platzbedarf und einer Erhöhung der Produktivität.
Dies stellt einen erheblichen Vorteil im Produktionsprozess dar. Auf Kunststoffbeutel wird verzichtet. Damit kann die aus dem Stand der Technik bekannte Problematik verhindert werden. Die Kartongröße kann je nach Kundenwunsch variiert werden.
Dabei ist eine Nettoeinwaage von 5 kg bis 1200 kg bevorzugt.
Besonders bevorzugt ist eine Nettoeinwaage von 5 kg bis 500 kg, ganz besonders bevorzugt eine Nettoeinwaage von 10 kg bis 40 kg.
Aufgrund der flexiblen Kartongrößen können auch bestehende Fertigungsanlagen ohne großen Aufwand umgerüstet werden. Die Kartonagen können nach dem Befüllen automatisch verschweißt bzw. verschlossen werden. Vorzugweise weisen die Kartonbehälter eine rechteckige Form auf. Dies ermöglicht es, die Weiterverarbeitung leicht zu automatisieren.
Der Einsatz handelsüblicher Palettiersysteme ist möglich und bevorzugt. Die Karton- behälter werden vorzugsweise auf einer Palette befestigt, besonders bevorzugt festgezurrt.
Insbesondere bei der Verpackung von Bruchstücken der Bruchgrößen 0-3 haben sich keinerlei negative Auswirkungen der Produkteigenschaften (Kontamination, Durch- stoßung, Entstehen von Feinanteil) gezeigt.
Bei der Verpackung von Bruchstücken der Bruchgrößen 4 u. 5 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Schichtdicke der Kunststoffbeschichtung von mindestens 250μιτι an den Kartoninnenseiten vorzusehen.
Beim Verpacken lassen sich die Bruchstücke direkt in den Behälter dosieren. Es können Standardverpackungsmaschinen oder Roboter mit Greifarmen zum Einsatz kommen. Es entsteht relativ wenig Feinanteil beim Befüllen des Behälters. Wird der Behälter manuell befüllt, werden vorzugweise Handschuhe aus hochreinem Polyethylen oder aus PU verwendet. Das Material, aus dem die Handschuhe bestehen, sollte weniger als 100 ppbw Bor, weniger als 100 ppbw Phosphor und weniger als 10 ppbw Arsen enthalten. Bei den Kunststoffbeuteln im Stand der Technik war es in der Regel nötig, die Beutel vorzuformen, z.B. mittels eines Formrohres oder dadurch, dass der Beutel über eine Schulter gezogen wird. Dies entfällt beim erfindungsgemäßen Verfahren, da ein Kartonbehälter zum Einsatz kommt. Die aus dem Stand der Technik bekannte Problematik von Durchstoßungen tritt nicht auf.
Die im Stand der Technik erforderliche Sichtkontrolle auf Beschädigungen des Verpackungsmaterials entfällt.
Der Kartonbehälter umfasst vorzugsweise Bedienelemente, die an der Außenwand des Behälters befestigt sind, um ein Greifen und Halten des Kartonbehälters zu ermöglichen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium umfassend Bereitstellen von polykristallinen Siliciumstäben, Zerkleinerung der polykristallinen Siliciumstäbe in polykristalline Siliciumbruchstücke und Verpacken der polykristallinen
Siliciumbruchstücke durch Einbringen der polykristallinen Siliciumbruchstücke in einen Kartonbehälter enthaltend einen Boden, eine Wand und eine Öffnung, wobei zumindest die innenliegenden Flächen von Boden und Wand, die mit den
polykristallinen Siliciumbruchstücken in Berührung kommen, mit Kunststoff
beschichtet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Kunststoff weniger als 100 ppbw Bor, weniger als 100 ppbw Phosphor und weniger als 10 ppbw Arsen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei der Kunststoff ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Polyurethan, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylidenchlorid und Polysiloxan.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei innenliegende Flächen von Boden und Wand mit Kunststoff einer Dicke von 50 pm bis 500 pm beschichtet sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die polykristallinen
Siliciumbruchstücke manuell in den Kartonbehälter eingebracht werden, wobei dabei Handschuhe aus PE oder PU getragen werden, die weniger als 100 ppbw Bor, weniger als 100 ppbw Phosphor und weniger als 10 ppbw Arsen enthalten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend eine Sortie- rung und Klassifizierung der polykristallinen Siliciumbruchstücke in bestimmte Größenklassen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin umfassend eine Reinigung der sortierten und klassifizierten polykristallinen Siliciumbruchstücke.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die polykristallinen Siliciumbruchstücke jeweils nach der Zerkleinerung, nach einem optionalen Schritt der Sortierung und Klassifizierung und nach einem optionalen Reinigungsschritt in einen Kartonbehälter mit Kunststoffbesch ichtung an dessen innenliegenden Flächen verpackt und zum nächsten Bearbeitungsschritt transportiert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die polykristallinen Silici- umbruchstücke in einen Kartonbehälter mit Kunststoffbeschichtung an dessen innenliegenden Flächen verpackt und zum Kunden transportiert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei mehrere Kartonbehälter auf einer Palette fixiert und zum Kunden transportiert werden.
EP15706827.1A 2014-03-03 2015-02-27 Verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium Withdrawn EP3114034A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014203814.6A DE102014203814A1 (de) 2014-03-03 2014-03-03 Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium
PCT/EP2015/054156 WO2015132155A1 (de) 2014-03-03 2015-02-27 Verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium

Publications (1)

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