| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2009년 가을 (11/05 ~ 11/06, 포항공과대학교) |
| 권호 | 15권 2호 |
| 발표분야 | C. Energy and the Environment(에너지 및 환경재료) |
| 제목 | 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼의 두께감소에 따른 기계적강도 및 파괴 거동의 통계적 해석 |
| 초록 | 최근 전세계적으로 태양전지의 대량보급에 따라 실리콘 원료의 공급에 차질이 생겨 원자재 값이 상승하는 추세에 있다. 결정질 실리콘 태양전지의 제조비용중 실리콘 재료 및 웨이퍼가 차지하는 비율은 약 50~60%정도로 높기 때문에 실리콘 웨이퍼의 두께 감소는 비용절감을 위한 효과적인 방법으로 기대되고 있다. 그러나 두께가 수백 마이크로미터급의 실리콘웨이퍼를 더 얇게 만들수록 제조공정 중 균열이나 파괴가 발생할 가능성이 높아질수있기 때문에 실리콘 웨이퍼의 기계적물성에 대한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 현재 상용되고 있는 크기가 5인치인 200um두께의 실리콘웨이퍼(As-saw)를 dicer를 사용하여 약 80여개의 시편으로 절단한후 각각의 파단강도를 부위별로 측정하였다. 또한 saw damage etching(SDE)을 적용하여 실리콘 웨이퍼의 두께를 180um, 170um, 130um, 100um로 감소시킴과 동시에 as-saw상태의 표면 절삭 손상층을 제거하였다. 마찬가지로 각각의 웨이퍼를 절단하여 파단강도를 측정하였으며 정확한 파단강도 측정을 위하여 여러 크기의 시편으로 절단후 두께별 파단강도를 측정하였다. 파단강도측정은 4점 굽힘시험을 통하여 측정하였으며 실리콘 웨이퍼의 파괴 거동을 통계적 방법으로 해석하기 위해 와이블 선도(Weibull plot)를 제시하였다. 파단면은 주사전자현미경을 통하여 관찰하였고 실리콘 웨이퍼의 미세균열을 비파괴적으로 검출하기 위하여 200MHz 고주파수를 이용하는 초음파현미경(SAM, scanning acoustic microscope)을 이용하여 균열의 분포를 영상화하였다. |
| 저자 | 신봉걸1, 김현호1, 최찬양1, 현창용1, 변재원1, 박성은2, 김동환2 |
| 소속 | 1서울산업대, 2고려대 |
| 키워드 | 실리콘 웨이퍼; 태양전지; 파단강도; 신뢰성평가; weibull plot |
