Abstract
In this study, binderless consolidation processes of ultra foe Si powder, by-products of making high purity poly-Si in the current method, were systematically investigated for use as economical solar-grade feedstock. The average diameter of the silicon powder was $7.8{\mu}m$. The main contaminants of the fine silicon powder were $SiO_2$ type oxide and humidity. The chemical pretreatment using the HF solution was observed to be effective for the improvement of the compactability of the silicon powder and the density ratio and the strength of the silicon powder compacts. The yield of the binder-free consolidation process increased by 20% under a vacuum condition. In as-received state, the silicon powder were not pure enough to be used as solar grade feed-stock material. After the dry chemical treatments, a sufficiently high purity above solar-grade was able to be achieved.
본 고에서는 현행 고순도 폴리실리콘 제조공정에서 부산물로 발생하고 있는 실리콘 미세분말을 경제적인 가격에 태양전지급 원료로 재이용하고자 실리콘 미세분말의 무점결제 성형공정에 대한 연구를 수행하였다. 폴리실리콘 미세분말의 평균 크기는 $7.8{\mu}m$였으며, 주요 불순물은 표면 산화물과 수분이었다. 표면 산화물을 제거하기 위한 HF수용액-에탄올 혼합용액을 이용한 전처리공정을 행함으로써 폴리실리콘 분말의 성형성 그리고 성형체의 밀도 및 강도를 향상시킬 수 있었다. 진공 중에서 성형하는 경우 성형체 회수율이 20%증가하였다. 폴리실리콘 미세 분말은 공정 부산물 상태에서는 태양전지용 원료로 사용되기에 적합한 순도가 아니었지만, 건식 열처리를 행함으로써 태양전지급 이상의 순도를 확보할 수 있었다.
