Search / Korean Journal of Chemical Engineering
HWAHAK KONGHAK,
Vol.27, No.5, 689-697, 1989
캐스팅법에 의한 태양전지용 다결정 규소 박판의 제조(I)-규소 캐스팅의 Thermal 모델링-
The Casting Method for Producing Solar-Grade Polycrystalline Silicon Wafer(I)-Thermal Modeling of Silicon Casting-
캐스팅법을 이용하여 고효율 태양전지용 다결정 규소 박판을 제조하였다. 이때 요구되는 규소 ingot의 결정 형태나 크기들이 캐스팅 장치의 geometry나 운전조건, 즉 도가니의 두께, 냉각기의 크기, 냉각속도나 도가니 벽면의 온도 분포들에 의해 어떠한 영향을 받는지가 적절한 수학적 모델링과 수치 모사에 의해 연구되었다. 도가니의 옆 벽면은 두꺼울수록, 밑면은 얇을수록 주상구조의 결정 성장에 유리한 것으로 예측되었다. 또한 케스팅시 도가니 상부의 온도는 옆면보다 높게 유지해야 하며, 응고가 전행됨에 따라 온도 하강속도를 점차 낮추는 것이 바랍직한 것으로 나타났다.
Polycrystalline silicon wafers for high efficiency solar cells were produced using the casting method. Mathematical modeling and numerical computations were made to investigate the effects of geometric parameters and termal parameters of the casting equipment, that is, the wall thickness of the crucible, the cooler diameter, the cool-ing rate, and wall temperatures of the crucible on the crystalline structure and size of the silicon ingot. The growth of polycrystalline with the columnar structure and large grain size was predicted to be favored by the following conditions of parameters; i)making the side wall of crucible as thick as possible and the bottom as thin as possible, ii)keeping the higher temperature profile in the top compared to the side wall of the crucible and lowering the cooling rate as the soli-dification proceeds.