JP7418607B2 - 非晶質シリコン複合体の製造方法、及び非晶質シリコン複合体の製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
シリコン原料を溶融し、シリコン溶湯を形成する段階と、
前記シリコン溶湯が結晶化されない間に固化されるように、前記シリコン溶湯を冷却装置で冷却し、非晶質シリコン粉末を獲得する段階と、
前記非晶質シリコン粉末を湿式粉砕し、非晶質ナノシリコンを獲得する段階と、
前記非晶質ナノシリコンに第1ピッチを混合し、第1混合物を獲得する段階と、
前記第1混合物に第2ピッチをコーティングし、第2混合物を獲得する段階と、
前記第2混合物を熱処理し、非晶質シリコン複合体を獲得する段階と、を含む、非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目2)
前記冷却装置は、
一端に、前記シリコン溶湯が流入される入口部を具備し、前記シリコン溶湯が一方向に移動する内部空間を具備するボディと、
前記ボディの他端に配され、冷却された前記シリコン溶湯が流出され、前記一方向にテーパ状になる出口部と、
前記ボディの外周面に複数個配され、前記内部空間に冷却流体を噴射する噴射孔と、を具備する、項目1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目3)
前記噴射孔は、
前記ボディの周囲方向に沿って複数個の噴射列に配され、互いに隣接する前記噴射列に含まれたそれぞれの前記噴射孔が互い違いに配される、項目2に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目4)
前記噴射孔は、
噴射角度が30°ないし45°であり、噴射形態が円形であり、互いに隣接する噴射孔が、前記ボディとなす配置角度が互いに異なる、項目2に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目5)
前記非晶質シリコン粉末を獲得する段階は、
前記シリコン溶湯を冷却する段階と、
冷却された前記シリコン溶湯をフィルタリングし、前記非晶質シリコン粉末と前記冷却流体とを分離する段階と、
分離された前記冷却流体を前記冷却装置に移送し、前記噴射孔を介して噴射する段階と、を含む、項目2に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目6)
前記非晶質シリコン粉末を獲得する段階において、
冷却速度は、100K/secないし105K/secであり、
前記冷却装置の内部空間を流動する前記シリコン溶湯の移動速度は、0.9L/minないし1.1L/minである、項目1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目7)
前記非晶質ナノシリコンを獲得する段階は、
前記非晶質シリコン粉末を一次湿式粉砕する段階と、
一次湿式粉砕された前記非晶質シリコン粉末を二次湿式粉砕する段階と、を含み、
前記一次湿式粉砕する段階において、
粉砕速度は、1,900rpmないし2,100rpmであり、ビード径は、1mm、3mmまたは5mmのうちいずれか一つであり、粉砕時間は、0.5時間ないし1時間であり、
前記二次湿式粉砕する段階において、
粉砕速度は、2,400rpmないし2,600rpmであり、ビード径は、0.1mm、0.3mm、0.65mmまたは0.8mmのうちいずれか一つであり、粉砕時間は、1.0時間ないし1.5時間である、項目1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目8)
前記第1混合物を獲得する段階は、
前記非晶質ナノシリコンに、前記第1ピッチと蒸溜水とを混合し、前記第1混合物を形成する段階と、
前記第1混合物を噴霧乾燥させる段階と、を含む、項目1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目9)
前記第1混合物を噴霧乾燥させる段階において、
ディスクを利用し、前記第1混合物を噴霧乾燥させるが、乾燥温度は、240℃ないし270℃であり、前記ディスクの回転速度は、5,000rpmないし10,000rpmであり、
噴霧乾燥後、前記第1混合物において、前記非晶質ナノシリコンの重量%は、60ないし70wt%であり、前記第1ピッチの重量%は、30ないし40wt%である、項目8に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。
(項目10)
シリコン原料を溶融し、シリコン溶湯を形成する溶融炉と、
前記シリコン溶湯を冷却し、非晶質シリコン粉末を形成する冷却装置と、
前記非晶質シリコン粉末を湿式粉砕し、非晶質ナノシリコンを形成する湿式粉砕装置と、
前記非晶質ナノシリコンに第1ピッチを混合し、第1混合物を形成する混合装置と、
前記第1混合物を噴霧乾燥させる噴霧乾燥装置と、
前記第1混合物に第2ピッチをコーティングし、第2混合物を形成するコーティング装置と、
前記第2混合物を熱処理し、非晶質シリコン複合体を形成する熱処理装置と、を含み、
前記冷却装置は、
一端に、前記シリコン溶湯が流入される入口部を具備し、前記シリコン溶湯が一方向に移動する内部空間を具備するボディと、
前記ボディの他端に配され、冷却された前記シリコン溶湯が流出され、前記一方向にテーパ状になる出口部と、
前記ボディの外周面に複数個配され、前記内部空間に冷却流体を噴射する噴射孔と、を具備し、
前記噴射孔は、前記ボディの周囲方向に沿って複数個の噴射列に配され、互いに隣接する前記噴射列に含まれたそれぞれの前記噴射孔が、前記一方向に互い違いに配される噴射孔を具備する、非晶質シリコン複合体の製造装置。
Claims (9)
- シリコン原料を溶融し、シリコン溶湯を形成する段階と、
前記シリコン溶湯が結晶化されない間に固化されるように、前記シリコン溶湯を冷却装置で冷却し、非晶質シリコン粉末を獲得する段階と、
前記非晶質シリコン粉末を湿式粉砕し、非晶質ナノシリコンを獲得する段階と、
前記非晶質ナノシリコンに第1ピッチを混合し、第1混合物を獲得する段階と、
前記第1混合物に第2ピッチをコーティングし、第2混合物を獲得する段階と、
前記第2混合物を熱処理し、非晶質シリコン複合体を獲得する段階と、を含む、非晶質シリコン複合体の製造方法であって、
ここで、前記冷却装置は、
一端に、前記シリコン溶湯が流入される入口部を具備し、前記シリコン溶湯が一方向に移動する内部空間を具備するボディと、
前記ボディの他端に配され、冷却された前記シリコン溶湯が流出され、前記一方向にテーパ状になる出口部と、
前記ボディの外周面に複数個配され、前記内部空間に冷却流体を噴射する噴射孔と、を具備する、
非晶質シリコン複合体の製造方法。 - 前記噴射孔は、
前記ボディの周囲方向に沿って複数個の噴射列に配され、互いに隣接する前記噴射列に含まれたそれぞれの前記噴射孔が互い違いに配される、請求項1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。 - 前記噴射孔は、
噴射角度が30°ないし45°であり、噴射形態が円形であり、互いに隣接する噴射孔が、前記ボディとなす配置角度が互いに異なる、請求項1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。 - 前記非晶質シリコン粉末を獲得する段階は、
前記シリコン溶湯を冷却する段階と、
冷却された前記シリコン溶湯をフィルタリングし、前記非晶質シリコン粉末と前記冷却流体とを分離する段階と、
分離された前記冷却流体を前記冷却装置に移送し、前記噴射孔を介して噴射する段階と、を含む、請求項1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。 - 前記非晶質シリコン粉末を獲得する段階において、
冷却速度は、100K/secないし105K/secであり、
前記冷却装置の内部空間を流動する前記シリコン溶湯の移動速度は、0.9L/minないし1.1L/minである、請求項1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。 - 前記非晶質ナノシリコンを獲得する段階は、
前記非晶質シリコン粉末を一次湿式粉砕する段階と、
一次湿式粉砕された前記非晶質シリコン粉末を二次湿式粉砕する段階と、を含み、
前記一次湿式粉砕する段階において、
粉砕速度は、1,900rpmないし2,100rpmであり、ビード径は、1mm、3mmまたは5mmのうちいずれか一つであり、粉砕時間は、0.5時間ないし1時間であり、
前記二次湿式粉砕する段階において、
粉砕速度は、2,400rpmないし2,600rpmであり、ビード径は、0.1mm、0.3mm、0.65mmまたは0.8mmのうちいずれか一つであり、粉砕時間は、1.0時間ないし1.5時間である、請求項1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。 - 前記第1混合物を獲得する段階は、
前記非晶質ナノシリコンに、前記第1ピッチと蒸溜水とを混合し、前記第1混合物を形成する段階と、
前記第1混合物を噴霧乾燥させる段階と、を含む、請求項1に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。 - 前記第1混合物を噴霧乾燥させる段階において、
ディスクを利用し、前記第1混合物を噴霧乾燥させるが、乾燥温度は、240℃ないし270℃であり、前記ディスクの回転速度は、5,000rpmないし10,000rpmであり、
噴霧乾燥後、前記第1混合物において、前記非晶質ナノシリコンの重量%は、60ないし70wt%であり、前記第1ピッチの重量%は、30ないし40wt%である、請求項7に記載の非晶質シリコン複合体の製造方法。 - シリコン原料を溶融し、シリコン溶湯を形成する溶融炉と、
前記シリコン溶湯を冷却し、非晶質シリコン粉末を形成する冷却装置と、
前記非晶質シリコン粉末を湿式粉砕し、非晶質ナノシリコンを形成する湿式粉砕装置と、前記非晶質ナノシリコンに第1ピッチを混合し、第1混合物を形成する混合装置と、
前記第1混合物を噴霧乾燥させる噴霧乾燥装置と、
前記第1混合物に第2ピッチをコーティングし、第2混合物を形成するコーティング装置と、
前記第2混合物を熱処理し、非晶質シリコン複合体を形成する熱処理装置と、を含み、
前記冷却装置は、
一端に、前記シリコン溶湯が流入される入口部を具備し、前記シリコン溶湯が一方向に移動する内部空間を具備するボディと、
前記ボディの他端に配され、冷却された前記シリコン溶湯が流出され、前記一方向にテーパ状になる出口部と、
前記ボディの外周面に複数個配され、前記内部空間に冷却流体を噴射する噴射孔と、を具備し、
前記噴射孔は、前記ボディの周囲方向に沿って複数個の噴射列に配され、互いに隣接する前記噴射列に含まれたそれぞれの前記噴射孔が、前記一方向に互い違いに配される噴射孔を具備する、非晶質シリコン複合体の製造装置。
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