2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Kerf Loss Silicon Regeneration Method by Bromination Reaction using the Silicon-Metal Impulity Composite Sintered Compact as the Simulated Kerf Loss Silicon Model
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26701016
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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, その他部局等, 准教授 (40516449)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 廃棄物再資源化 / 廃シリコン / ブロモシラン / 速度解析 / 金属触媒 / アルカリ金属添加物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膨大なエネルギーを供給し作製した太陽電池セル(半導体)から発生するシリコン切り屑のリサイクルについて，化学的手法によりシリコン切り屑から得られるブロモシランの有用性を明らかにしてきた。しかし，シリコン切り屑からハロゲン化シランを生成する反応において，ブロモ系はクロロ系に比べて熱力学的に不利である。仮に，ダウンヒル反応においてクロロ系と同等の条件でブロモシランを得ることが出来れば，廃シリコンから生成できるブロモシランによるリサイクル方法を確立できる可能性が高まると考えている。ブロモシランは常温常圧で液体のため，その操作性・運搬性はクロロシランに比べ有利である。
本研究では，ダウンヒル反応であるブロモ化反応(Si+nHBr→SiH4-nBrn+(n-2)H2)において，シリコン切り屑中に主成分として含まれる金属不純物である鉄が触媒能を持つことを明らかにした。反応速度解析を実施し，活性化エネルギー(120kJ/moL)を算出し，金属不純物は前処理として除去不要であることを明らかにした。平成28年度では，混入しているアルカリ金属成分のブロモ化反応への影響を，臭化アルカリ金属を系統的に変更(Li，Na，Cs)することで，検討した。結果として，アルカリ金属を変更することでブロモ化反応の反応性とトリブロモシラン選択率を向上できることがわかった。反応後のシリコンを分析することで表面および内部に欠陥が生じていることがわかった。この欠陥の要因は，シリコンの原子半径とアルカリ金属のイオン半径が関与していることが示唆され，特定のアルカリ金属はシリコンへ固溶することで，シリコンと臭化水素の反応を促進していることが考えられる。本結果より，化学的手法によるシリコン切り屑のリサイクルに関しては，水成分のみを除去するだけで高純度のブロモシラン溶液を得られることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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