KR960003800B1 - 고순도 금속 규소의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

고순도 금속 규소의 제조방법

제 1 도는 본 발명에 따른 고순도 금속규소의 제조방법에 사용되는 장치의 단면도.

제 2(a) 도 및 제 2(b) 도는, 규소의 주입방법을 나타내는 설명도.

제 3 도는 본 발명에 따른 고순도 규소의 제조방법에 사용되는 또 다른 장치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용광로 2 : 아아크 전극

3 : 분사 노즐 4 : 고주파 유도가열 코일

5 : 탕구 7 : 환원제 함유물질

9 : 아아크 영역 10,12,21 : 노변

13,14 : 통로 15,16,17 : 가열코일

20 : 용광로 22 : 아아크 전극

23 : 측벽 24 : 아아크 구역

25 : 분사노즐 28 : 탕구

본 발명은, 태양전지에 사용할 수 있는 고순도 금속 규소의 제조법에 관한 것으로, 99.999% 이상의 순도의 금속 규소의 제조방법에 관한 것이다.

종래에는, 아아크로(arc furnace)를 사용하는 코우크스 및/또는 석탄의 첨가로 환원하여 금속 규소 또는 페로규소(ferrosilicon)를 제조하여 왔다.

그 환원제법에 있어서는, 금속규소 뿐 아니라, 철, 티타늄, 알루미늄등의 불순물도 환원됐다.

이러한 금속규소와 함께 환원되는 불순성분의 존재 영향으로 제조되는 금속규소의 순도는 약 98%-99%정도로 제한되어 왔다.

최근에는, 고순도, 즉 99.999% 이상의 고순도를 지닌 금속규소의 태양전지등에 수요가 급증하고, 그 수요에 대응하기 위해서 그 기술의 개발과 함께 제안이 제시되었다.

이러한 제안방법에서는 이산화규소의 재료로 정제된 천연실리카를 사용한다.

정제된 천연 실리카는 수mm 이하의 분말이나 과립형태이다.

그러므로, 정제된 실리카를 사용하기 위해서는 환원이 이루어지지 않는 미세한 알맹이 크기의 실리카가 요구됐다.

예를 들어, 정제 천연실리카의 제조방법이 일본국 특개소 57-111223호에 개시되어 있다.

상기 문헌에서는, 직경 3-12mm범위의 실리카를 제조하는 방법이 나타나 있다.

그러나, 이러한 방법의 고순도 규소를 생산하는 방법은 공정을 증가시켜 비경제적이다.

또한, 실리카 물질을 제조하는 과정에서 실리카 물질의 순도를 낮추는 원인이 되는 불순물을 포함하는 경향이 있다.

또한, 보다 개선된 방법이 일본국 특공소 58-69713 호에 개시되어 있는데, 거기서는 탄소층으로 생성된 물질을 이송시키는 고온 플라스마 제트(jet)내에서 실리카와 탄소 사이의 반응이 일어난다.

이 방법에 있어서는, 탄소층과의 반응결과로 다량의 탄화규소가 생성된다.

이 탄화규소는 탄소층내에서 측적되는 경향이 있고, 탄소과립 사이에 삽입축적되어, 다음 반응에 피해를 준다. 그밖에, 유럽특허제 0208567호에는 또다른 제안이 있는데, 거기에 개시된 방법 및 장치는, 탄소와 금속탄화물을 함유한 물질과 산화규소의 혼합물의 존재하에, 산화규소의 기류(예, 에어로졸)를 반응열에 적용시켜 고순도 금속규소의 제조를 가능하게 한다.

이 반응으로 제조되는 일산화 규소는 반응실에서 나오는 배출가스로 부터 나오고, 재농축되고, 다시 반응실로 들어간다.

이와 같은 종래의 방법은 배출가스를 함유한 일산화 규소의 소모를 요구해서 반응실내로 재순환시켜 만족스런 고순도를 얻고자 하고 있다.

상기 유럽특허공본는,

공정 SiO₂+2C → Si+2CO ……………………………………(1)

이 진행되는 동안 야기된 화학반응을 통해서 금속규소가 생성된다는 점에 기초를 두고 있다. 실제로, 금속규소 생산공정에서 반응의 조합이 일어나게 되며 반응은 다음과 같이 예시할 수 있다.

분말상태의 실리카를 전기로에 주입할 때 상기 반응의 조합이 일어나고, 분말상태 실리카는 덩어리 실리카보다 반응성이 더 좋기 때문에 많은 량의 일산화 규소(SiO)가 반응식(2)를 통해서 생성된다.

일산화규소의 일부는 배출가스와 함께 반응로에서 배출되는 경향이 있다.

따라서, 상기 유럽특허 공보에는, 아아크 주변반응식(2)와 (4)를 유도하기 위해 전기로의 바닥을 통해 실리카를 주입시켜 일산화규소를 제조하는 공정이 내포되어 있다.

이렇게 해서 얻어진 일산화규소는, 반응온도 1800℃정도 또는 그 이상의 온도에서 반응로의 상부를 통해 배출되는 탄화 규소나 탄소와 반응하여 반응식(6)(8)을 만족시키고 금속규소와 탄화규소를 생성한다.

반응식(2)와 (4)은 일산화 규소와 일산화탄소 생성반응식이며, 또한, 반응식(6)과 (8)은 일산화규소의 소비와 함께 일산화탄소의 생성에 대한 반응식이다.

열역학적 분석 측면에서는 평형상태에서 일산화탄소대 일산화 규소의 비는 반응식(2)와 (4)에서는 1.67-2.48이고, 반응식(6)과 (8)에서는 0.45-0.95이다.

따라서, 일산화규소의 재순환 공정이 포함된 공정에 있어서, 20%-50% 정도의 일산화 규소만이 사용될 수 있다.

또한, 반응식(6)과 (8)에서의 일산화탄소 대 일산화규소의 비의 감소는 부산물로서 일산화 탄소와 기체상태의 일산화 규소의 희석에 기인된다.

그러므로, 앞서 기술했던 바와 같이 상기 유럽특허공보는 수율면에서 불충분하다.

본 발명의 목적은 새로운 고순도 금속규소를 효율적으로 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 하나의 목적은, 반응실에서 생기는 배출가스의 처리에 필요한 장비없이, 실제적으로 매우 적은 알맹이 크기의 실리카를 이용할 수 있는 방법과 과정을 제공하는데 있다.

앞서 언급했던 목적을 위해서, 본 발명에 따른 고순도 금속규소 제조에 필요한 제조방법은 용융금속 규소와 이산화규소 사이의 반응으로 인해 일산화규소를 제조하는 형태를 취한다.

이렇게 생성된 일산화규소는, 탄소와 규소를 함유한 환원제를 사용하는 방법으로 환원을 위해 흡착된다.

이러한 제법은 높은 수율을 제공하고, 간단하고 값싼, 설비로 수용될 수 있다.

본 발명의 하나의 특징은, 하기의 공정으로된 고순도 금속규소의 제조방법이다.

소정의 제 1 차 반응온도하에서 이산화규소 함유물질을 금속규소에 주입하여 기체상 일산화규소 생성 반응시키고, 소정의 제 2 차 반응온도하에서, 상기 생성된 기체상 일산화규소를 탄소함유물질과 규소함유물질로된 환원제에 접촉시켜 금속규소로 환원시키고, 상기 일산화규소로부터 얻어진 금속규소를 회수한다.

본 발명의 또 하나의 특징은, 하기의 공정으로 이루어진 고순도 금속규소 제조방법이다.

용광로의 제 1 부와 제 2 부에 있어서, 제 1 부는 제 2 부에 관련하여 약간낮게 올라가 있어, 금속규소를 축적하고, 제 2 부는 탄소함유물질과 규소함유물질을 함유한 환원제로 충진시키고, 제 1 차 소정의 온도로 제 1 부의 온도를 조절하고, 제 2 차 소정의 온도로 제 2 부의 온도를 조절하며, 이산화규소 함유물질을 상기 제 1 부내에 주입하여 이산화규소와 금속규소의 반응을 야기시켜, 기체상태의 일산화규소를 생성하고, 그 기체상태의 일산화규소를 제 2 부로 유입시켜 일산화규소를 환원제와 접촉시켜 금속규소로의 환원반응을 유도한 다음, 상기 제 1 부에서 금속규소를 회수한다.

발명의 제조방법에 사용되는 제조장치는 용융금속규소를 축적하는 제 1 수단, 제 1 차 소정의 온도에서 제 1 수단에 용융금속규소를 가열시키는 제 2 수단, 용융금속규소와 이산화규소를 포함하는 물질의 반응의 유발에 의해 이산화규소를 포함하는 물질을 제 1 수단에 축적된 금속규소에 분사시켜 기체상의 일산화규소를 생성하는 제 3 수단 및 환원제를 채우고, 제 2 차 소정의 온도의 기류로 가열시키는 제 4 수단으로 이루어져 있다.

본 발명에 있어서, 고순도 금속규소제조를 위한 반응로는 용융금속규소를 축적하기 위해 반응로 바닥에 마련된 노변을 가지고 있어, 제 1 차 소정의 온도에서 용융금속규소를 가열하기 위한 제 1 차 가열수단이 있고, 이산화규소 함유물질 분사노즐이 반응로 벽을 통해서 반응로내로 삽입되고 노즐의 끝이 노변의 용융금속규소를 향하고 용융금속규소의 최상면 부근으로 배향되어, 이산화규소 함유물질과 용융금속규소의 반응을 야기시키기 위해 상기 노변에서, 용융금속규소를 향해 이산화규소 함유물질을 주입하여 기체상의 일산화규소를 생성하고, 상기 노변상부의 반응로내에 환원부가 있어 환원제로 채워져 있으며, 상기 환원부는 내부에 제 2 차 소정의 온도기류를 형성하는 제 2 차 가열수단을 갖추고, 또한 상기 기체상의 일산화규소를 유입하여 환원반응시켜 금속규소가 환원되어 상기 노변내로 흘러내리는 형태이다.

이러한 환원부의 배치형태에서는 기체상의 일산화규소이 강압적인 재순환을 할 필요가 없다.

고순도의 금속규소의 만족할만한 생산을 얻기 위해서는 이산화규소 함유물질과 같이 정제된 천연실리카의 사용이 바람직하다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 이산화규소 함유 물질과 같은 정제천연실리카는 분말형, 과립형 또는 미립자 크기로 공급된다.

환원제는 1차로 탄소함유물질로 구성되고 2차 규소함유 물질로 구성되는 것이 좋다.

실질적으로 탄소함유물질은, 탄소 및/또는 탄소함유 물질을 포함하며, 규소함유물질은 탄화규소 및/또는 실리카로 구성된다.

기체상의 일산화규소의 생성반응을 효과적으로 수행하기 위해서는 제 1 가열수단을 용융금속규소 온도인 1600℃-2300℃의 범위로 조절한다.

용융금속규소의 효과적인 가열을 위해서는, 제 1 가열수단으로는 아아크 가열장치, 플라즈마 가열장치, 저항 가열장치 및, 고주파 유도 가열장치등을 사용할 수 있다.

한편, 일산화규소를 금속규소로 환원시키기 위한 효과적인 환원조작을 하기 위해서는 환원부에 있어서 제 2 가열수단은 1600℃-2400℃ 범위의 온도로 조절한다.

제 2 가열수단에는, 고주파 유도가열장치 또는 저항가열 장치가 포함된다.

좀더 구체적으로 설명하자면, 노변은 이산화규소가 분사되는 쪽으로 용융금속규소 1차 성분을 포함하는 1차 구역과 생산물이 제거된 용융금속규소 성분을 포함하는 2차 구역장치로 각각 분할된다.

1차, 2차 구역장치에서는 용융금속규소가 전이를 할 수 있도록 상호 협조가 우선적이다.

이러한 경우 환원부에서 흘러온 용융금속규소는 제 1 수단의 제 2 구역에 의해 받아진다.

또한, 고순도 금속규소제조에 있어서, 연속 혹은 불연속 조작의 편의를 위해서는, 반응로를 환원부에서의 일정량의 환원제를 연속적으로 혹은 불연속적으로 공급하는 수단이 내장되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 고순도 금속규소의 바람직한 제조방법은, 반음으로, 바닥에 축적된 용융금속규소에 실리카 물질을 분사하는 단계를 포함하고 있다.

실리카 물질을 용융금속규소에 주입할때, 앞서 기술한 반응식(5)의 반응을 통하여 일산화규소가 생성된다.

반응식(5)에서 알수 있듯이, 용융금속규소와 실리카 물질의 반응중에 일산화탄소는 생성되지 않는다.

그러므로, 이후에 생성되는 일산화규소는 일산화탄소와 절대반응하지 않고 결과적으로 일산화규소 50%이상이 반응식(8)에 사용될 수 있다.

따라서, 일산화규소 사용의 효율이 현저하게 개선될 수 있다.

반응식(5)에서의 반응온도 범위는 1600℃에서 혹은 1600℃ 이상이다.

바람직하게는 반응온도를 1850℃ 또는 그 이상의 범위로 유지하고, 일산화규소의 증기압은 1기압 또는 1기압이상으로 하면 더욱 완벽한 반응이 이루어질 것이다.

반응온도 2300℃ 이상일 때 규소의 증기압은 10^-2이상으로 되고 규소의 증기손실이 증가하며, 따라서 반응온도 최고 한계점은 약 2300℃로 설정해야 한다.

반응식(7),(8)에 의해 일산화규소가 금속규소로 환원되고, 반응은 1600℃ 이상의 온도범위에서 안정하게 이루어질 것이다.

반응을 수행할 수 있는 반응로 용기와 반응로 충전량은 상기 온도범위에서 가열되며, 고주파 가열장치와 같은 외부가열 장치는 반응로 용기와 충전량을 가열하는데 사용된다.

반응온도를 2000℃ 이상 유지하고 이산화탄소대 일산화규소의 분압비는 1.0기압 이하의 평형상태로 유지하지만, 온도가 2400℃ 이상이 되면 반응로 상층부근의 저온부위는 증발된 탄화규소의 고체화의 원인이 되어, 탄화규소의 증기압은 10^-3이상이 된다.

이 현상은 반응로의 가스투과율을 퇴행시키는 경향이 있어 반응로 용기와 충전량을 가열하기에는 최고 2400℃로 설정해 놓는 것이 바람직하다.

이제 도면을 통해 본 발명을 좀더 상세히 설명하겠다.

고순도 금속규소를 생성하는 바람직한 구체적 설명이 제 1 도에 나타나 있다.

제 1 도에는, 본 발명에 따른 바람직한 금속규소의 제조 장치를 나타내고 있다.

일반적으로 용광로(1)의 내부공간은 일산화규소를 생성하는 A구역, 환원제를 충전하는 B구역, 용융금속규소를 저장하는 C구역으로 대개 분리된다.

일산화규소를 생성하는 A구역은 정제 실리카 물질을 분사하는데 필요한 분사노즐(3)을 장치하고 있어, 분사노즐(3)을 통해 분사되는 실리카 물질은 1600℃-2300℃ 범위로 유지된다.

분사노즐(3)은 일산화규소를 생성하는 A구역내에 용융금속규소를 축적하는 노변(12)로 배향된다.

노변(12)에서 용융금속규소를 축적하기 때문에 실리카가 용융금속규소에 분사되어 반응식(5)가 유도되고, 일산화규소가 생성된다.

노변(12)내의 용융금속규소에 실리카물질의 분사방식은 제한되지 않고 또한 제 1 도에 자세히 설명되어 있다.

예컨데, 제 2 도에서 보는 바와 같이, 노변(12)의 바닥을 통한 실리카물질의 분사가 가능하고, 한편, 제 1 도에서와 마찬가지로, 제 2(b) 도에서 보는 바와같이 실리카물질을 노변(12) 상층면에서 분사할 수 있다.

제 2(a) 및 2(b) 도의 예는 실리카 물질의 분사방식을 나타내기 위해 더 많은 예로서 표시될 수 있다.

즉, 실리카 물질은 다양한 방식으로 용융금속규소에 분사될 수 있다.

도면에서 보는 바와 같이 제한은 없다.

반응식(5)의 안정한 반응의 수행을 위해서는 노변(12)의 용융금속규소를 1600℃-2300℃ 범위로 가열해야 한다.

그러므로, 아아크 전극(2)를 일산화규소를 생성하는 A구역에 부착한다.

아아크를 위해 아아크 전류를 아아크전극(2)에 공급한다.

아아크 전극(2)의 아아크 단부를 노변(12)의 용융금속규소의 최상면 부근으로 향하게 하여, 아아크 영역(9)가 효율적인 가열을 위해 용융금속규소의 최상면 부근에 있도록 한다.

실시예에서는 아아크 가열장치가 노변(12)의 용융금속규소를 가열하기 위해 부착됐지만, 플라스마 가열장치, 저항 가열장치, 고주파유도 가열장치등과 같은 가열장치의 사용이 가능하다.

환원제를 충진하는 B구역에는 환원제 함유물질(7)이 충진되는데, 이 환원제 함유물질(7)에는 환원제와 규소함유물질이 포함되어 있다. 환원제로는 탄소, 탄소물질이나 탄소화합물로 조합된 물질을 사용하고, 규소함유물질로는 탄화규소, 실리카 또는 규소화합물로 조합된 물질이 사용된다.

환원제가 채워진 B구역은 고주파유도 가열코일(4)가 부착되고, 고주파유도 가열코일(4)는 외부가열장치로서 역할을 하여 용광로의 벽 주변을 감고 있다.

고주파유도 가열코일(4)는 1600℃-2400℃의 온도로 노벽, 내부공간 즉, 환원제가 채워진 구역(B)와 구역(B)내의 충진물질을 가열하도록 고안되어 있다.

환원제가 채워진(B) 구역은 통로(14)를 경유하여 구역 A에서 생성된 일산화규소와 만나게 되서, A구역의 일산화규소는 통로(14)를 경유하여 환원제가 채워진 구역(B)로 옮겨지고, 환원제 함유물질 즉, 환원제와 규소함유물질과 접촉, 반응식(7)(8)을 바탕으로 금속규소와 탄화규소가 생성되게 된다.

구역(A)에서 생성된 일산화규소가 환원제가 채워진 구역(B)로 전이하여, 일산화규소를 통로(14)에서 냉각 할 때 이산화규소는 고체화되는 경향이 있어, 이 현상을 피하기 위해서는 통로(14)의 일산화규소에 충분한 열이 보급되어야 한다.

특히 통로(14)에서의 일산화규소와 구역(B)의 환원제의 온도를 1700℃ 이상 유지한다.

통로(14)의 일산화규소의 가열을 목적으로 가열코일(15)가 내장됐다.

이 가열코일(15)는 통로(14)를 통과하는 일산화규소의 온도의 유지에 다른 열을 공급하기 위해 통로(14)로 송출관의 외부주변에 감겨있다.

가열코일(15)는 원하는 온도 즉, 1700℃ 이상의 온도에서 통로(14)의 일산화규소의 온도를 조절할 수 있도록 조작이 가능하다.

환원제가 채워진 구역(B)에서 금속규소가 생성후 반응로의 노변(10)의 용융금속규소 저장구역(C)로 흘려보낸다.

용융금속규소 저장구역(C)로 작용하는 노변(10)은 통로(13)을 경유하여 노변(12)와 합류한다.

노변(10)은 가열코일(16)에 의해 가열되며, 가열코일(17)은 통로(13)을 가열하기 위해 내장됐다.

이와 같은 장치에 있어서, 구역(C)의 용융금속규소 일부는 일산화규소가 생성된 구역(A)로 이송되어 일산화규소 제조에 이용된다.

한편, 노변(10)에서의 생산물인 용융금속규소는 탕구(sprue)(5)를 통해 배출된다.

제 3 는, 본 발명에 따른 금속규소의 제조방법에 사용되는 또 다른 장치의 예를 나타내고 있다.

이 예에 있어서는, 앞선 예에서의 일산화규소를 생성하는 구역(A)와 용융금속규소를 저장하는 구역(C)가 반응로의 통상적인 위치에 자리하고 있다.

또한, 제 3 도에 있어서의 용광로(20)은 바닥에 노변(21)이 있는데 노변(21)은 용융금속규소를 수집한다.

아아크전극(22) 한쌍은 용융금속규소를 축적한 노변(21)위에 장치되어 있고, 아아크 전극(22)는 반응로 본체 측벽(23)을 통해서 삽입되고 수평적으로 뻗어있으며, 용융금속규소 위에서 아아크구역(24)를 형성하는 아아크 단부를 갖으며, 이때 용융금속규소의 가열온도는 1600℃-2300℃이다.

아아크 전극(22)부근에는, 실리카 물질의 분사노즐(25)가 분말상태의 실리카 물질을 분사하기 위해 내장되어 있다.

분사노즐(25)는, 반응로 본체의 측벽(23)을 통하여 반응로 내부공간에 끼워지고, 아아크 전극(22)의 축방향으로 비슷하게 뻗어있으며, 그리고 그 끝이 노변(21)에서의 용융금속규소의 상층부를 향하고 있다.

또한, 실리카 분사노즐(25)는 분말상, 과립상 펠릿상등의 실리카 물질을 용융금속규소에 분사한다.

분사된 실리카 물질 때문에 반응식(5)를 통해서 일산화규소가 제조된다.

노변(21)위에는 반응로 내부에 환원제 함유물질 즉, 탄소 및/또는 탄소함유물질이 충진된 환원제가 채워진 구역(26)이 형성되어 있다.

상기 환원제가 채워진 구역(26)에서, 노변 용융금속규소와 분사된 금속실리카의 반응을 통해 얻어지는 일산화규소가 환원제 함유물질과 접촉한다.

그 결과, 반응식(7),(8)이 유도되어 금속규소와 탄화규소의 생성을 유도한다.

생성된 금속규소는 노변(21)에 흘려보내 저장된다.

이렇게 노변(21)에 저장되는 금속규소는 반응로의 탕구(28)을 통해 배출된다.

상기 두가지 예에서 알 수 있는 바와같이, 미세한 분말, 과립, 펠릿형을 갖춘 실리카물질의 사전처리는 불필요하며 분말, 과립, 펠릿형태의 실리카의 사용이 가능하다.

제 1 도의 장치의 효과는 소형 아크반응로(100KW)를 사용하는 실험을 통해 조사된다.

통상의 방법과 본 발명의 방법에 따른 실험결과가 표에 나타나 있다.

표에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조방법에서는 일산화규소를 재순환시켜 종래 제법으로 얻을 수 있는 수율과 같은 결과를 얻고 있다.

한편, 금속규소 생산효율성과 소비전력을 표에서 비교해보면, 본 발명의 제조방법에 있어서는 소비전력을 16KW/㎏-Si 정도줄일 수 있다.

환원제는 탄소 및/또는 탄소함유물질, 및 탄화규소 및/또는 실리카로 되어 있는 것이 바람직하다. 환원제의 순도가 높고 분말상태인 경우, 당, 페놀수지, 전분등과 같은 결합제를 이용해 부피가 큰 형태로 하는게 좋다.

환원제의 부피가 크면 반응로내에서 환원제가 채워진 구역의 기체 투과율이 충분하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 제한적으로 설명했으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위내에서 여러 가지 응용이 가능하다.

[표 1]

Claims (17)

1. 하기의 공정으로 이루어진 태양전지에 적합한 고순도 금속규소의 제조방법.

   (가) 제 1차 반응온도 1600℃∼2300℃하에서 이산화규소함유물질을 용융금속규소에 주입하여 기체상 일산화규소를 생성반응시키고,

   (나) 제 2차 반응온도1600-2400℃하에서 상기 생성된 기체상 일산화규소를 피치 또는 다른 유기화합물과 같은 탄소 및 탄소함유물질로 구성된 군으로부터 선택된 탄소함유물질과 탄화규소 및 실리카로 구성된 군으로부터 선택된 규소함유물질로 된 환원제에 접촉시켜 상기 일산화규소를 금속규소로 환원시키고,

   (다) 상기 일산화규소로부터 얻어진 금속규소를 회수한다.
2. 제 1 항에 있어서, 이산화규소함유물질 주입시에 이산화규소함유물질을 금속규소회수 공정을 통해 회수된 상기 용융금속규소에 액체 상태로 주입되는 고순도 금속규소의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 이산화규소함유물질 주입공정이 분말상태의 실리카를 주입해서 수행되는 고순도 금속규소의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 이산화규소함유물질 주입공정이 제 1 차 반응온도 1850∼2300℃하에서 수행되는 고순도 금속규소의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 환원제에 일산화규소를 접촉시키는 공정이, 상기 기체상태의 일산화규소를 상기 환원제층에 유입시켜 수행되는 고순도 금속규소의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 환원제에 일산화규소를 접촉시키는 공정이, 제 2 차 반응온도 2000∼2400℃하에서 수행되는 고순도 금속규소의 제조방법.
7. 하기의 공정으로 이루어진 태양전지에 적합한 고순도 금속규소의 제조방법.

   (가) 용광로의 제 1 부와 제 2 부에 있어서, 제 1 부는 제 2 부에 대해 낮게 배향되어 있어 용융상태의 금속규소를 저장하고 제 2 부는 피치 또는 다른 유기 화합물과 같은 탄소함유물질 및 탄소로 구성된 군으로부터 선택된 탄소함유물질과 탄화규소 및 실리카로 구성된 군으로부터 선택된 규소 함유 물질을 함유한 환원제로 채워지고,

   (나) 상기 제 1 부의 온도를 제 1 차 반응온도 1600∼2300℃로 조절하고,

   (다) 상기 제 2 부의 온도를 제 2 차 반응온도 1600∼2400℃로 조절하고,

   (라) 이산화규소함유물질을 상기 제 1 부내에 주입하여 이산화규소와 용융금속규소의 반응을 야기시켜, 기체상태의 일산화규소를 생성하고,

   (마) 상기 기체상태의 일산화규소를 상기 제 2 부로 유입시켜 기체상태 상기 기체상태의 일산화규소를 환원시켜 금속규소를 환원하고,

   (바) 상기 제 1 부에서 얻어진 금속규소를 회수한다.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 차 반응온도로의 제 1 부의 온도제어를, 상기 제 1 부의 용융금속규소 가열 장치로 수행하는 고순도 금속규소의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 제 1 차 반응온도의 제 1 부의 온도제어를 아아크가 열장치로 수행하는 고순도 금속규소의 제조방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 차 반응온도로의 제 1 부의 온도제어를 플라즈마 가열장치로 수행하는 고순도 금속규소의 제조방법.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 의 반응온도로의 제 1 부의 온도제어를 저항가열장치로 수행하는 고순도 금속규소의 제조방법.
12. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 차 반응온도로의 제 1 부의 온도제어를 고주파유도가열장치로 수행하는 고순도 금속규소의 제조방법.
13. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1차 반응온도로의 제 1 부의 온도제어가, 상기 제 1 부내의 용융금속규소의 온도를 1850∼2300℃범위로 하여 설정되는 고순도 금속규소의 제조방법.
14. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2차 반응온도로의 제 1 부의 온도제어가 가열장치를 사용하여 수행되는 고순도 금속규소의 제조방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 차 반응온도로의 제 2 부의 온도제어 가열장치가 고주파 유도 가열장치인 고순도 금속규소의 제조방법.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 차 반응온도로의 제 2 부 온도제어 가열장치가 저항가열장치인 고순도 금속규소의 제조방법.
17. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 차 반응온도로의 제 2 부의 온도제어가, 상기 제 2 부내의 용융금속규소의 온도를 2000∼2400℃ 범위로 하여 설정되는 고순도 금속규소의 제조방법.

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