Journal of the Korean Institute of Gas (한국가스학회지)

The Korean Institute of GAS (한국가스학회)
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Analysis of Ventilation Performance of PCVD Facility for Solar Cell Manufacturing (Explosion Prevention Aspect)

태양전지 제조용 PCVD설비의 환기 성능 분석(폭발 방지 측면)

  • Lee, Seoung-Sam (Dept. of Safety Engineering, Korea national University of Transportation) ;
  • An, Hyeong-hwan (Dept. of Safety Engineering, Korea national University of Transportation)
  • 이성삼 (한국교통대학교 안전공학전공) ;
  • 안형환 (한국교통대학교 안전공학전공)
  • Received : 2022.08.25
  • Accepted : 2022.10.19
  • Published : 2022.10.31
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Abstract

PCVD (Plasma Chemical Vapor Deposition), a solar cell manufacturing facility, is a facility that deposits plasma generated in a chamber (NH3, SIH4, O2 on a wafer. In the PCVD facility, gas movement and injection is performed in the gas cabinet, and there are many leak points inside because MFC, regulator, valve, pipe, etc. are intricately connected. In order to prevent explosion in case of leakage of NH3 with an upper explosive limit (UEL) of 33.6% and a lower explosive limit (LEL) of 15%, the dilution capacity must be capable of allowing the concentration of NH3 to be out of the explosive range. This study was analyzed using the CFD analysis technique, which can confirm the dilution ability in 3D and numerical values when NH3 gas leaks from the existing PCVD gas cabinet. As a result, it was concluded that it corresponds to medium dilution and that testicular ventilation is possible through facility improvement.

태양광 전지 제조 설비인 PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition)는 NH3, SIH4, O2를 Chamber에 주입하여 생성된 Plasma를 Wafer에 증착시키는 설비이다. PCVD설비에서 Gas 이동과 주입이 Gas Cabinet에서 이루어지며, 내부에는 MFC, Regulator, Valve, Pipe 등이 복잡하게 연결되어 많은 누출 점이 존재한다. 폭발 상한값(UEL) 33.6%, 폭발 하한값(LEL) 15%의 NH3 누출 시 폭발을 예방하기 위해서는 NH3 농도가 폭발 범위에서 벗어날 수 있는 희석능력이 있어야 한다. 본 연구는 기존 PCVD의 Gas Cabinet에 대한 NH3 Gas 누출 시 희석능력을 3D와 수치로 확인할 수 있는 CFD 분석 기법을 활용하여 분석하였다. 그 결과 중희석에 해당되며 설비 개선을 통해 고환기가 가능하다는 결론을 얻었다.

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