열 플라즈마에 의한 실리콘 잉곳 절단 시에 발생하는 Si 분말의 재생처리

전문가 제언

○ 태양에너지는 석유, 천연가스, 석탄 등 자원이 한정된 화석연료 의존도를 줄이기 위한 신재생에너지 개발방안의 핵심사항이 되고 있다. 오늘날 태양전지의 90% 이상은 다결정이나 단결정 실리콘을 사용하고 있으며 태양전지 기판은 고순도의 실리콘 잉곳 제조와 슬라이싱(slicing)을 통해 제조된다. 통상 기판의 두께는 140-220마이크로미터이며 와이어형 절단기(multi-wire sawing)로 잉곳을 수많은 얇은 기판으로 슬라이싱 하는 과정에서 약 40% 전후의 Si 분말손실이 불가피하다.

 

○ 태양전지급 실리콘은 6N급 순도를 가진다. 태양전지산업의 발전과 더불어 기판재료의 원가부담이 심각해짐에 따라 슬라이싱 과정에서 발생하는 Si-rich 분말을 재생 처리하기 위하여 불순물을 효과적으로 분리하고 정제하는 기술이 연구되고 있다.

 

○ 이 자료는 열 플라즈마 처리를 통하여 실리콘 잉곳 절단 시에 발생하는 Si 분말을 정화 처리하여 94%의 Si 순도를 얻은 연구결과를 보여준다. 그러나 산소 및 탄소불순물의 제거에는 큰 효과를 보이나 금속(Fe, Ni)과 도핑원소(B, P)에 대한 효과를 크지 않다. 따라서 열 플라즈마 처리로 얻어진 실리콘 불순물 제거는 태양전지급 실리콘 기판의 요구사항에는 미치지 못한다. 그러나 열 플라즈마 처리는 실리콘 폐기물의 등급을 올리는데 매우 유용한 방법이 될 수 있다. 이러한 플라즈마 재생처리에 산침출(acid leaching) 공정을 추가하면 더 높은 순도를 얻을 수 있을 것이다.

 

○ 국내에서는 실리콘 태양전지 잉곳과 웨이퍼 제조업체로 넥셀론, SKC솔믹스, 티씨케이, KCC 등이 활동하고 있다. 태양광산업에서 실리콘 기판이 차지하는 원가부담이 날로 증가하고 있어 와이어 절단과정에서 발생하는 순도 높은 Si-rich 분말의 재생처리기술 개발에 주목할 필요가 있다.

 

저자

V. Beudin et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

161()

잡지명

Separation and purification technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

187~192

분석자

김*태

분석물

• 열 플라즈마에 의한 실리콘 잉곳 절단 시에 발생하는 Si 분말의 재생처리.pdf [471,359 byte]

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