'역발상'으로 태양전지·반도체 원가 절반으로 낮춘다

Question

국내 연구진이 역발상을 통해 실리콘 태양전지 및 반도체소자의 핵심 소재인 단결정 실리콘 웨이퍼를 원재료의 낭비 없이 제조하는 혁신적인 기술을 개발했다. 제조 단가를 최대 절반까지 낮출 수 있어 주목된다.

한국에너지기술연구원은 충북대와 공동으로 단결정 실리콘을 모체 기판 위에 상향식으로 성장시킨 후, 기존에 다공구조로 인하여 불량으로 여겨졌던 플라즈마 에피탁시 실리콘을 역이용해 마치 절취선을 따라 떼어내듯이 실리콘 웨이퍼를 간편하게 박리하는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

이번 연구 결과는 재료 과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials, IF 30.849)’에 지난달 14일 표지 논문으로 게재됐다.

이 기술의 핵심은 플라즈마 에피탁시 실리콘의 다공구조를 제어하고 위에 성장시킨 단결정 실리콘 웨이퍼를 통째로 떼어내는 방법으로 제조 공정을 혁신한 것이다. 기존의 에피탁시 실리콘 웨이퍼 제작 방식은 모체 기판 상부에 다공 구조의 실리콘 분리층을 하향식으로 형성하고 단결정 실리콘을 성장한 후 박리를 통해 분리한다. 그런데 이 방법으로는 모체 기판 표면의 일부가 같이 떨어지기 때문에 모체 기판이 조금씩 손실돼 수차례의 박리 공정 이후 모체 기판이 소모돼 제조비용 증가의 원인이 된다.

플라즈마 에피탁시 실리콘 연구는 2000년대 중반부터 이루어졌지만, 높은 결함밀도 및 다공구조의 특성으로 인해 태양전지 공정 중 발생하는 불량으로 취급됐으며, 이 물질의 성장을 억제하거나 물질 내부의 결함 및 공극률을 저감하는 연구들이 주를 이루었다.

Toki2 · Accepted Answer

에너지기술연구원-충북대, 실리콘 웨이퍼 제조 공정 혁신 기술 개발

기도하는 오리비 · Answer

오르비 기자가 되었군요

'역발상'으로 태양전지·반도체 원가 절반으로 낮춘다

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