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미래창조과학부(장관 최문기)는 14일 이정호 한양대 화학공학과 교수팀과 랄프 베어스폰 독인 프라운호퍼연구소장이 기판형 실리콘을 나노와이어 형태로 바꿔줄 때 순도가 100배 가까이 향상되는 자발적 정제가 일어남을 규명했다고 밝혔다.

이번에 확인된 자발적 정제원리의 핵심은 실리콘의 나노와이어 형태 변환이다. 은나노입자를 실리콘 표면에 달라붙인 후 입자가 부착된 부위만을 선택적으로 녹여내는 간단한 공정으로 나노와이어 구조를 만들 수 있다. 이렇게 만들어진 실리콘 나노와이어 속 불순물은 기판형 구조보다 외부용액과의 접촉확률이 높아 실리콘 밖으로 먼저 빠져 나오는 불순물이온 환원과 확산배출 효과를 거치면서 자발적 정제가 이뤄지는 원리다. 무엇보다 저가의 화학용액을 사용하고 실온에서도 구현이 가능하다는 것이 강점이다.


현재 기판형 태양전지의 경우 9N(99.9999999%) 이상의 초고순도 실리콘을 사용한다. 9N 이상 실리콘을 확보하기 위해서는 저순도 실리콘을 고순도 실란가스로 바꾼 뒤 석출 등 여러 화학반응을 반복해야 해 대규모 공정과 설비가 필요했다.