• Nuclear Engineering and Technology
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• v.8 no.1
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• pp.29-40
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• 1976

An investigation on the effect of electrostatic drift field which can bring an additional aid to the photogenerated carrier collection in one side of the silicon solar cell has been carried out. The drift field was produced by the gradient of boron concentration in the p-type side in virtue of the strain compensation due to the tin dopant. A new method of ion implantation which is based on the principle of chiefly radiation-enhanced diffusion is adopted for forming the p-n junction in the solar cell. The open circuit voltage and the conversion efficiency of the ion-implanted silicon solar cell sample can be figured out to be 0.44 V and 5%, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.105.2-105.2
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• 2011

화비정질 실리콘의 빛에 의한 노화현상 (light-induced degradation; LID)은 이미 1977년 보고된 Staebler-Wronski 효과에 의해서 확인된 바 있다. 이는 비정질 실리콘이 빛에 노출될 때, 이미 포함되어 있는 수소원자가 빛 에너지에 의해서 이동하게 되고, 이로 인해서 생성 또는 소멸되는 댕글링 본드 때문에 일어난다. 특히, 일상적인 태양광의 노출 하에서 태양전지의 장시간 성능을 예측하는데 물리적인 이해의 부족 및 기술 환경적인 어려움이 있고, 이러한 요인들은 안정된 태양전지를 개발하는데 장해요인으로 나타난다. 그러므로 비정질 실리콘 태양전지가 장시간 태양광에 노출되어 시간이 지남에 따라서 "성능이 어떻게 변하는지?" 그리고 "이에 대한 원인은 무엇인지?" 등은 여전히 과학적으로 풀어야할 숙제로 남아있다. 본 논문에서는 비정질 실리콘으로 구성된 태양전지가 태양광에 노출될 때 시간이 지남에 따라서 (1) 성능이 어떻게 변하는지, (2) LID의 변화는 언제 안정화되는지, 그리고 (3) 성능변화에 대한 원인은 무엇인지에 대해서 논의한다. 본 논문은 장시간 빛에 노출되는 비정질 실리콘 태양전지의 성능예측에 관해서 연구하였다. 결함밀도의 운동학적 모형을 통해서 태양광 노출에 대한 태양전지 성능변화를 예측하는데 초점을 맞추었고, 이를 위해서 태양전지에 조사되는 태양광 세기, 주변온도, 등이 고려되었다. 특히, 전하운반자의 수명이 결함밀도에 의해서 결정되기 때문에 비정질 실리콘 태양전지의 빛에 대한 노화현상 (LID)이 확장지수함수 (stretched-exponential) 완화법칙을 따르는 결함밀도에 의해서 물리적으로 설명된다. 한편 이와 같은 물리적 계산의 유용성을 확인하기 위해서 동일한 태양전지에 대해서 AMPS-1D 컴퓨터 프로그램을 사용하였고, 이를 통해서 비정질 실리콘 태양전지의 빛에 대한 노화현상을 물리적 및 정량적으로 이해하였다. 본 연구에 적용되는 태양전지는 비정질 실리콘으로 구성된 pin 구조 (glass/$SnO_2$/a-SiC:H:B/a-Si:H/a-Si:H:P/ITO)로서 다음과 같은 특성을 갖는다: 에너지 띠간격~1.72 eV, 두께~400 nm, 내부전위~1.05 V, 초기 fill factor~0.71, 초기 단락전류~16.4 mA/$cm^2$, 초기 개방전압 0.90 V, 초기 변환효율 10.6 %. 우리는 이와 같은 연구를 통해서 과학적으로 비정질 실리콘의 빛에 의한 노화현상을 이해하고, 기술적으로 효율 및 경제성이 높은 태양전지의 개발에 도전한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.131-131
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• 2009

최근 환경규제가 강화되면서 친환경적인 전력생산 요구 등의 외부환경 변화에 따른 우리나라의 전력구조가 기존의 중압 집중형 발전을 탈피한 분산전원 발전에 대한 관심이 증대되고 있는 실정이다. 특히, 분산전원으로서의 전력생산은 공급의 안전성, 경쟁력 및 에너지의 지속성 등이 요구되어지는데, 재생에너지가 가지고 있는 에너지 지속성의 한계 및 설치의 제약성을 탈피할 수 있는 시스템으로 현재 연료전지시스템이 가장 근접해 있는 실정이다. 즉, 도시가스 인프라가 우수하고 인구조밀 지역이 많은 우리나라의 특성상 각 가정 및 건물에 쉽게 설치하고 공급의 안전성을 갖는 건물용 연료전지는 최근 가장 각광받고 있는 분산전원 시스템 중의 하나이다. 올해부터 모니터링사업의 일환으로 수용가에 설치 될 연료전지 시스템이 얼마나 안정적으로 전기와 열을 각 가정에 공급하고 시스템의 안전성을 확보하는 가는 건물용 연료전지의 분산전원으로서의 가능성 및 국민의 수용성을 증대시키는 중요한 역할을 할 것이다. 연료전지시스템은 상용전력과 연계되어 있기 때문에 시스템의 안정성 뿐만 아니라 상용전력의 변화에 대응하여 안정적인 운전을 하는지에 대한 평가가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 가정용 연료전지시스템의 성능 및 안전성평가의 일환으로 계통연계형 전력변환장치의 성능 및 안전성을 평가 하고자 한다. 연료전지 검사를 위한 계통연계형 전력변환장치의 시험평가 항목으로는 크게 정상특성성능시험, 보호기능성능시험, 과도응답특성성능시험 및 외부사고성능시험 등으로 나뉘어진다. 본 연구에서는 외부사고 성능시험 항목들인 출력측 단락시험, 계통전압 순간정전?순간강하시험 및 부하차단 시험 등을 통하여 외부사고에 대한 성능 및 안전성을 평가하였다. 외부사고 성능시험의 주 목적은 시스템의 이상 운전이 아니라 외부의 영향에 따른 시스템의 안전성 및 전력품질을 평가한다. 출력측 단락시험을 수행하기 위해서 전력변환장치를 정격 출력 전압, 정격 출력 주파수 및 정격 출력에서 운전한 후, 교류 전원장치는 단락 전류를 검출하여, 사고 발생 후 0.3초 이내에 개방하도록 설정하였다. 여기서, 단락 저항 Rsc를 정격 전류의 10배 이상에 해당하는 부하와 같은 값으로 설정하였다. 스위치 SWSC를 폐로하여 단락 상태를 만들며, 이 때 전력변환장치의 출력전류와 차단 또는 정지 시간을 측정하였다. 실험 결과에 대한 판정기준은 단락전류를 검출하여 0.5초 이내에 개폐기 개방 또는 게이트 블록 기능이 동작하여 시스템을 안정하게 정지시키고 시스템 어떤 부위에도 손상이 없어야 한다. 실험 결과 파워컨디셔너의 출력전류 및 차단 또는 정지된시간이 40ms로 나타났고, 출력전류의 파형도 매우 안정함을 볼 수 있었다. 이와 같이 모든 실험을 수행한 결과 외부사고에 대하여 시스템이 안전하게 정지하는 등 연료전지 시스템의 안전성을 확인하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.37 no.6
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• pp.694-701
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• 2013

A new copolymer named T-TI24T (poly((5,5-(2-butyl-5,6-bisdecyloxy-4,7-di-thiophen-2-yl-isoindole-1,3-dione))- alt-(2,5-thiophene))) based on phthalimide derivative and thiophene is synthesized by the Stille-coupling reaction. The polymer shows relatively high number average molecular weight of 86500 g/mol with good solubility in common organic solvents such as chloroform, 1,2-dichlorobenzene, and toluene and is thermally stable up to $380^{\circ}C$. Besides, it possesses a relatively low highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level of -5.33 eV, promising the high open circuit voltage ($V_{oc}$) for photovoltaic applications. Active layer solution of polymer T-TI24T-as a donor and (6)-1-(3-(methoxycarbonyl)- {5}-1-phenyl[5,6]-fullerene (PCBM)-as an acceptor in different weight ratios is applied to fabricate the polymer solar cell devices. The ratio of polymer/PCBM affects the solar cell efficiency and the best performance exhibits in the device with polymer/PCBM = 1:3 (w/w), which shows a power conversion efficiency (PCE) of 0.199% and a $V_{oc}$ of 0.99 V, respectively. Even though the device shows the very low PCE, the $V_{oc}$ is higher than that of well known bulk heterojunction type solar cell based on P3HT:PC61BM (c.a. 0.5 V).

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.30 no.1A
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• pp.104-112
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• 2005

Some design techniques for high speed and low power pipelined 8-bit ADC are described. To perform high-speed operation with relatively low power consumption, open loop architecture is adopted, while closed loop architecture (with MDAC) is used in conventional pipeline ADC. A distributed track and hold amplifier and a cascading structure are also adopted to increase the sampling rate. To reduce the power consumption and the die area, the number of amplifiers in each stage are optimized and reduced with proposed zero-crossing point generation method. At 500-MHz sampling rate, simulation results show that the power consumption is 210mW including digital logic with 1.8V power supply. And the targeted ADC achieves ENOB of about 8-bit with input frequency up to 200-MHz and input range of 1.2Vpp (Differential). The ADC is designed using a $0.18{\mu}m$ 6-Metal 1-Poly CMOS process and occupies an area of $900{\mu}m{\times}500{\mu}m$

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.12 no.5
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• pp.17-22
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• 2021

Eco-friendly magnesium-air battery is a kind of metal-air battery known as a primary battery with a very high theoretical discharge capacity. This battery is also called a metal-fuel cell from the viewpoint of using oxygen in the atmosphere as a cathode active material and magnesium alloy as a fuel. Since battery performance is determined by the properties of the magnesium alloy used as a anode, more research and development of the magnesium alloy electrode as a anode material are required in order to commercialize it as a high-performance battery. In this study, the commercialized magnesium alloys(AZ31, AZ61) were selected and then electrochemical measurements and discharge test were conducted. Electrochemical properties of magnesium alloys were investigated by OCP changes, Tafel parameters and CV measurement, and the feasibilities of AZ61 alloy with excellent discharge capacity(1410mAhg^-1) as electrode materials were evaluated through CC discharge experiments.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.49 no.12
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• pp.1019-1025
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• 2021

In nearly all space environments, the solar cell degradation is dominated by protons[1]. Even through a GEO orbit lines in the electron radiation belts, the protons emitted from any solar event will still dominate the degradation[1]. Since COMS launch on June 26 2010, the proton events with the fluence of more than approximately 30 times the average level of perennial observations were observed between January 23 - 29 2012 and March 07 - 14 2012[16]. This paper studies the solar cell degradation by solar proton events in January and March 2012 for the open circuit voltage(Voc) of a witness cell and the short circuit current(Isc) of a section connected to a shunt switch. To evaluate the performance of solar cell, the flight data of voltage and current are corrected to the temperature, the Earth-Sun distance and the Sun angle and then compare with the solar cell characteristics at BOL. The Voc voltage dropped about 23.6mV compare after the March 2012 proton events to before the January 2012 proton events. The Voc voltage dropped less than 1% at BOL, which is 2575mV. The Isc current decreased negligible, as expected, in the March 2012 proton events.

• Journal of IKEEE
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• v.16 no.3
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• pp.224-234
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• 2012

This paper describes an energy harvesting circuit using solar and vibration energy with MPPT(Maximum Power Point Tracking) control for micro sensor nodes. The designed circuit employs MPPT control to harvest maximum power available from a PZT vibration element and an integrated solar cell. The harvested energies are simultaneously combined and stored in a storage capacitor, and then managed and transferred into sensor node by PMU(Power Management Unit). MPPT controls are implemented using the linear relationship between the open-circuit voltage of an energy transducer and its MPP(Maximum Power Point) voltage. The proposed circuit is designed in a CMOS 0.18um technology and its functionality has been verified through extensive simulations. The designed energy harvesting circuit and integrated solar cell occupy $2.85mm^2$ and $8mm^2$ respectively.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.14 no.7
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• pp.1647-1652
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• 2010

A CdS film has been used as a window layer in CdTe and Cu(In,Ga)$Se_2$ thin films solar cell. Partial substitution of Zn for Cd increases the photocurrent and the open-circuit voltage by providing a match in the electron affinities of the two materials and the higher band gap. In this paper, CdZnS/CdTe and CdS/CdTe heterojunctions were fabricated and the electrical characteristics were investigated. Current-voltage-temperature measurements showed that the current transport for CdS/CdTe heterojunction was controlled by both tunneling and interface recombination. However, CdZnS/CdTe heterojunction displayed different current transport mechanism with the operating temperature. For above room temperature, the current transport of device was generation/recombination in the depletion region and was the leakage current and/or tunneling in the range below room temperature.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11a
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• pp.488-490
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• 2010

최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정 에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그중에서 태양정지는 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반 영구적인 수명을 가지고 있어 미래에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 P3HT(regioregular poly(3-hexylthiophene))와 PCBM(fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)을 전자 도너와 억셉터 물질을 하나의 브랜드로 광 활성층을 형성하는 BHJ(bulk hetero junction)구조를 갖는 고분자 유기 박막 태양전지를 각각 Toluene, Mono-Chlorobenzene, Dichlorobenzene에 $60^{\circ}C$, 200rpm으로 약 12시간동안 1wt%로 교반(Stirring)한 후에 중량비(1:1 wt%)로 혼합하여 스핀코팅(Spin-coating)으로 제작하였고, 완성된 소자의 광활성층 면적은 0.04cm2이며, $150^{\circ}C$에서 후속 열처리 공정을 통해 특성 향상이 측정 되었다. 태양전지 소자 구조는 Glass / ITO / PEDOT:PSS / P3HT : PCBM / Al이다. 전류-전압, FF(Fill Factor), 변환효율 측정을 위해 solar simulator를 AM1.5 조건(100 mW/cm2)으로 이용하였으며, 소자의 최대 전류밀도는 12mA/$cm^2$, 개방전압은 0.566V이고 F.F(Fill Factor)는 55.2%이고 변환효율은 3.7%이다. 후속 열처리후 더욱 좋은 성능을 갖게 되었고, 최대 효율은 Dichl orobenzene일 때 이다.