2013 Fiscal Year Annual Research Report
高転換効率を指向したトリブロモシラン再生反応の反応機構解明に関する系統的研究
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24760694
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
友野 和哲 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 助教 (40516449)
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| Keywords | テトラブロモシラン / 再資源化 / トリブロモシラン / 流通反応系 |
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| Research Abstract |
光エネルギーを電力に変換する太陽光発電の導入が進んでいる。太陽電池の原料であるポリシリコン製造法の一つに，SiとHClによるクロロシランの製造と，続くトリクロロシラン(SiHCl3)からのSi析出がある。一方，Si析出の反応時に，テトラクロロシラン(SiCl4; 低シリコン析出能)が大量に副生する問題がある。SiCl4からSiHCl3への再生反応が検討されてきたが，転換率が15-30%程度と低いために，クロロ系でのクローズドサイクルは達成されていない。
本研究は，ブロモシランをシラン源としてテトラブロモシラン(SiBr4)からのトリブロモシラン(SiHBr3)の再生反応(①(SiBr4＋H2→SiHBr3＋HBr)と②(3SiBr4+2H2+Si→4SiHBr3))について，反応条件を系統的に変更した。また，等価な条件でクロロ系との再生反応との比較を行った。
初年度，反応条件(H2濃度，流量，反応温度，Siの有無)について精査を行い，ブロモシランの転換率が50%(750℃)に達することを明らかにした。参考文献から，Siを含む反応②が有利であると報告されている。本研究においても反応②を検討し，SiHBr3の生成量は増加するが，同時にSiBr4がさらに副生することを明らかにした。また，得られたブロモシラン純度は導入するSi純度に影響されることもわかった。
最終年度，Siに代わる充填剤の検討及び等価な条件でのクロロ系との比較を行った。SiO2およびSiCを検討した。SiO2では，吸湿性のために熱処理工程が必須であった。また，SiCは高純度品の入手が容易で，高い熱保持力・臭化水素に対して未反応性のため効果的な充填剤であることが分かった。結果，55%(750℃)の転換効率を達成した。700℃では等価な条件下で実施したクロロ系に比べて，ブロモでは2.5倍の転換効率であった。
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Research Products
(7 results)
