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화학(연), 태양전지용 다결정실리콘 잉곳과 웨이퍼 양산기술 국내최초 개발

작성자관리자 조회수1,948 등록일2007-10-08

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> 고유가 시대 대체에너지로 각광받는 태양전지용 핵심소재 다결정 실리콘 잉곳과

웨이퍼 상용화기술 국내기술진에 의해 개발

> 미․EU 등 태양전지 개발 선진국 기술 대비 생산성 40%이상 향상

고유가시대 친환경 대체에너지로 급속히 성장하고 있는 태양전지의 핵심소재인 다결정 실리콘 잉곳과 웨이퍼를 저렴한 비용으로 양산할 수 있는 기술이 국내 최초로 개발됐다.

한국화학연구원(원장:이재도) 문상진 박사팀은 산업자원부 신재생에너지센터 (소장:이성호) 신재생에너지 기술개발사업 과제의 일환으로 (주)글로실(대표:길종원)과 공동연구를 통해, 상용화 규모의 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳과 웨이퍼 제조기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

이번에 개발한 기술은 고유가에 대비하고 CO₂발생이 없는 대체에너지의 대표주자로 매년 40% 이상 성장하고 있는 태양광산업의 주력 소재인 다결정 실리콘 잉곳을 한국화학연구원이 독창적인 정밀 전열제어 시스템을 적용하여 미국, EU 등 태양전지개발 선진국에 비해 동급이상 양질의 웨이퍼 제조가 가능하면서도 장치의 단순성과 공정의 효율성으로 생산성을 40%이상 향상시킨 차세대 기술(“ADS: Advanced Directional Solidification 기술”로 칭함)이다.

본 기술의 핵심은 태양전지급 실리콘 원료의 용융과 방향성 응고에 의해 결정성이 양호하고 불순물이 극소화된 고품질의 실리콘 잉곳을 제조하는 기술인데, 화학(연)이 10여년의 자체 개발에 의해 시험생산에 성공한 기반기술을 ‘06년 2월 태양전지용 실리콘 웨이퍼 제조업체인 (주)글로실에 이전하여 선진국의 현재 주력 생산규모 (240 kg/batch) 수준 이상인 300kg/batch의 규모로 상용화에 성공한 국내 최초의 본격 양산 기술이다.

또한 다결정 실리콘 잉곳기술과 함께 차세대 박판형 결정질 실리콘 태양전지의 기반이 될 200μm ~130μm 급의 박판 웨이퍼 제조기술을 확보하였으며 잉곳과 웨이퍼의 광․물리화학적 물성분석/평가 기술도 동시에 확보하였는데, 시험생산 단계에서 2건의 국내 특허등록과 실증화 단계에서 4건의 국내특허가 각각 출원됐다.

화학(연) 문상진 박사는 “다결정 실리콘 잉곳제조에 고효율 전열제어 시스템을 적용하여 원료 실리콘의 용융과 도핑, 방향성 응고, 열처리로 이어지는 일련의 공정에서 운영비용과 장치비용을 30%이상 줄이고 배취당 충진량을 25%이상 늘려 생산성이 40%이상 향상됐다”고 밝히고 “이번에 개발한 기술을 한 단계 더 발전시켜 내년 상반기까지 450kg/batch 급의 세계적인 차세대 잉곳/웨이퍼 양산기술 개발을 완료할 예정”이라고 말했다.