Engineering Quartz Sand for Next Generation Solar Crucibles

iglen må også tåle mange timers bruk på høy temperatur. Kvartsglassdiglen er laget av noen av verdens reneste naturlige kvartsforekomster. The Quartz Corp produserer høyren kvarts til bruk i kvartsglassdigler. I prosjektet skal The Quartz Corp sammen med SINTEF og NTNU prøve å forstå hvordan man kan gjøre kvartssanden ennå bedre egnet til kvartsglassdigler. For å forstå dette må man forstå fundamentale egenskaper til kvarts før og etter smelting, og til dette trenger man å utvikle avanserte karakteriseringsmetoder og verktøy. Foreløpig har vi utviklet de nødvendige karakteriseringsmetoder og verktøy for å kunne måle de grunnleggende egenskapene av kvartssand. Spektroskopiske teknikker er en etablert og velprøvd kvantitativ metode for analyse av disse egenskapene. En smelteovn har blitt utviklet som smelter kvartssand under kontrollerte forhold, og vi har utviklet instrumentering for å måle viskositeten til kvartsglasset. Vi har verifisert at resultatene kan reproduseres og at oppsettet fungerer optimalt slik at det kan brukes til videre undersøkelser av kvartsglasset som produseres fra kvartssand med modifiserte egenskaper.

Improved fundemenatal knowledge of a significant process has led to product improvements and anticipated market share gains. Additionally new 'in-application' knowledge has helped us gain reputation among our customers.

The underlying idea of this innovation project is to develop an engineered quartz sand for next generation solar cell quartz glass crucibles. This will be achieved by the establishment and implementation of an optimised purification process for quartz sand at The Quartz Corp (TQC) production facilities in Drag, Norway. The purification process will be tailored to robustly remove impurities more efficiency than today's process and at the same time stabilize the surface of the quartz sand particles. TQC has reached a point where empirical experience is not enough to optimize their purification process, and implementation of new and optimised purification process for quartz sand are not possible without research. To develop an engineered quartz sand a crucial first step will be to achieve knowledge of how the fundamental properties of the quartz depend upon different process parameters, and how these properties again influence the melting process of the quartz glass. Establishment of a characterization toolbox for how different fundamental properties can be measured will be a key. The effect of processing steps will be mapped and characterised. The development of a melting process with the possibility to alter melting properties needs to be developed. This knowledge will further be used to understand how the quartz sand quality affect the properties of solar and semiconductor CZ crucibles before and after use. Simulation tools needs to be developed in order to predict how the glass properties are affected by the quartz sand properties. The innovation will form the basis for TQC to take part in the market growth. TQC will prepare for realization by clarifying interfaces with existing production processes, requirements specification and master plans. The innovation will be a key element for TQC to be the number one supplier in high purity quartz sand.