초록 ▼

핵심기술
규석광으로부터 금속 실리콘 제조 및 야금학적 정련 기술(슬랙그, 일방향 응고, 플라즈마-유도용해)를 이용한 6N급 태양전지용 실리콘 제조
최종목표
실리콘 원광으로부터 비기상법에 의한 태양전지급 폴리실리콘 생산 및 정련 공정 원천 기술 개발
- 고순도 금속급 실리콘 생산 및 정련 신 공정 개발
- 태양전지급 폴리실리콘 생산을 위한 새로운 정련 공정 개발
- 정량적 목표
정련 공정 소비에너지 : 25 kWh/kg 미만
폴리 실리콘 순도 : 99.9999%
개발내용 및 결과

핵심기술
규석광으로부터 금속 실리콘 제조 및 야금학적 정련 기술(슬랙그, 일방향 응고, 플라즈마-유도용해)를 이용한 6N급 태양전지용 실리콘 제조
최종목표
실리콘 원광으로부터 비기상법에 의한 태양전지급 폴리실리콘 생산 및 정련 공정 원천 기술 개발
- 고순도 금속급 실리콘 생산 및 정련 신 공정 개발
- 태양전지급 폴리실리콘 생산을 위한 새로운 정련 공정 개발
- 정량적 목표
정련 공정 소비에너지 : 25 kWh/kg 미만
폴리 실리콘 순도 : 99.9999%
개발내용 및 결과
1. 실리콘 환원 용융로 및 1차 정제부의 유니트 성능평가
- 용융 환원 개념설계 및 공정 구성: 아크 용융로 제작 및 평가
- 슬래그 정련 기술 개발 및 용해로 장치 제작
- 일방향 응고 정련 기술 개발 및 장치 제작 평가
2. 2차 정제부를 위한 플라즈마/전자기 유도 용해 개념설계 및 유니트 구성과 평가
- 플라즈마 정제 및 전자기 유도 폴리실리콘 용해 개념 설계
- 스팀 플라즈마 구동 장치 설계, 제작 및 성능평가
- 전자기 유도 장치 설계, 제작 및 성능평가
3. 통합 시스템 성능 최적화 공정 개념 정립 및 구성
- 단위설비 개조, 성능 개선 및 최적화 개발 수행
- Lab Scale의 시스템 통합 운전 및 성능 실험
- 정련 소비에너지 25 kWh/kg 이하 달성, 실리콘 순도 6N 달성
기술개발배경
- 태양전지용 실리콘 단가 하락 및 수요 확대에 대응하기 위한 저가/고효율 야금학적 정련 기술 개발
- 기존 기상법 제조 방법에 비해 소비에너지 1/4 절감 가능
- 원천 기술 확보를 통한 소재 및 장비 국산화
핵심개발기술의 의의
- 기존 상용화된 Elkem 사 등의 기술에 비해 산처리 공정이 없으며, 연속 공정이 가능하여 소비에너지 절감 및 생산 단가 절감 가능
- 야금학적 기술 통합 연구의 원천 기술 개발 및 특허 확보
- 각 정련 설비 국산화 제작
- 향후 후속 연구 및 상용화를 통해 실리콘 및 장비 수출 가능
적용분야
- 태양전지용 원소재 개발 분야
- 아크 및 플라즈마 토치를 이용한 고온 용융 분야
- 냉도가니 전자기 유도용해법을 이용한 고순도 소재 응용 분야 등

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 목차 ... 17
• 제1장 서론 ... 19
• 제1절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 19
• 1. 개발 기술의 개요 ... 19
• 2. 개발 기술의 중요성(필요성) ... 20
• 제2절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 25
• 1. 국외 기술 현황 ... 25
• 2. 국내 기술 현황 ... 28
• 3. 특허 현황 ... 29
• 제3절 기술개발 시 예상되는 기술적 ․ 경제적 파급 효과 ... 32
• 1. 기술적 측면 ... 32
• 2. 경제적 측면 ... 34
• 제2장 기술개발 내용 및 방법 ... 35
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 35
• 1. 최종목표 ... 35
• 제2절 단계 목표 및 평가 방법 ... 37
• 제3절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 38
• 1. 1차년도 ... 38
• 2. 2차년도 ... 39
• 3. 3차년도 ... 41
• 4. 연구개발 성과물 ... 42
• 제3장 결과 및 사업화 계획 ... 43
• 제1절 연구개발 최종 결과 ... 43
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 43
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 49
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 186
• 제2절 연구개발 추진 체계 ... 193
• 1. 한국생산기술연구원 (주관기관) ... 194
• 2. 연세대학교 산학협력단 (위탁기관) ... 194
• 제3절 시장 현황 및 사업화 전망(당초 기술개발 시작 시점의 조사와 변화된 것 위주로 기술) ... 195