• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.681-686
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• 2017

태양광 모듈에서 태양전지를 연결해주는 인터커넥터로 리본 솔더로 SnPbAg가 사용되고, 옥외 태양광 발전에 장기간 노출시 리본의 부식으로 인한 열화가 흔히 관찰된다. 이러한 부식현상으로 인하여 리본과 태양전지의 접합이 약해져 접촉저항이 증가하고, 또한 리본 자체의 직렬 저항이 증가하게 되어 태양전지의 전압 전류 곡선에서 충진률 손실로 출력이 저하된다. 본 논문에서는 리본의 부식을 완화시킬 수 있는 방법으로 희생양극법을 이용하여 순수 알루미늄 및 아연, 알루미늄, 아연 그리고 마그네슘의 합금을 이용한 5가지 희생양극 소재의 부식에 의한 열화 저감을 연구하였다. 전기화학적 방법으로 희생양극 소재의 개방회로 전위와 폐쇄회로 전위를 측정하였고, 포텐시오다이나믹 분극 곡선을 측정하고, 영저항전류계를 이용하여 리본과 소재간의 갈바닉 전류를 측정하였다. 또한, 아세트산과, NaCl에 리본과 희생양극 소재의 부착 전후의 침지시험과 4셀 미니모듈로 제작한 후 1500시간 고온고습 시험 전후 출력을 평가하였다. 그 결과 Al-3Mg와 Al-3Zn-1Mg의 희생양극 소재가 부식속도가 느리고, 출력저하를 저감시킬 뿐만 아니라 장기 안정성에도 효과적인 것으로 평가된다.

• 태양에너지
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• 제17권1호
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• pp.59-66
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• 1997

개방전압과 단락전류와 같은 태양전지 출력변수들은 접합깊이, 도핑농도, 금속접합 및 태양전지구조에 의한 변수들이다. 태양전지 설계의 중요한 요소로서 인이 도핑된 에미터와 금속사이의 금속접합은 일함수 차이가 작아 낮은 직렬저항을 가져야 한다. PESC 태양전지는 금속 접합장벽 전극으로 티타늄을 사용한다. 새로운 접합장벽 전극물질로 티타늄과 일함수가 비슷하지만 전기전도도가 우수한 크롬은 금속 접합장벽 전극으로 유망한 금속이다. 티타늄은 일함수 차가 작지만, 접합장벽으로 크롬은 태양전지 제조시 티타늄보다 우수한 전기적 특성들을 갖는다. 본 논문에서는 실리콘 태양전지의 접합장벽 금속전극의 특성을 비교 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.62-70
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• 1984

비저항이 10Ω-cm, 두께가 13∼15mi1인 <111> oriented, p형 Si기판을 이용하여 N+PP+ BSF 전지와 에미터 영역이 N+N 고저 접합으로 이루어진 N+NPP+ HELEBSF(high low emitter bach surface field) 전지를 설계 제작하였다. 접합형 태양전지의 에미터 영역에서 고저 접합구조가 효율 개선에 미치는 영향을 검토하기 위해 HLEBSF 전지의 N영역을 제외하고는 같은 마스크와 동시 공정을 통해 N+PP-전지와 N+NPP+ 전지의 가영역에서 물리적 파라미터들(불순물 농도, 두께)을 동일하게 만들었다. 100mW/㎠의 인공조명에서 측정한 결과 N+PP+ 전지들의 전면적 (유효 수광면적) 평균 변환효율이 10.94%(12.16%)이었고, N+NPP+ 전지들의 평균 변환효율은 12.07% (13.41%)로 나타났다. N+NPP+ 전지의 효율개선은 N+N-고저 접합 에미터 구조가 N+ 에미터 영역에서 나타나는 heavy doping effects를 제거함으로써 에미터 재결합 전류의 증가를 억제하고 나아가 개방전압(Voc)과 단락전류(Ish)의 값을 증가시켜 준 결과로 볼 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.142-144
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• 2008

한국전력공사(이하 한전)에서는 배전계통의 최적운영을 위하여 계통운영에 필요한 기술을 발굴하여 축적하는데 많은 노력을 기울여 왔으며, 계통운영의 핵심 툴인 배전자동화 시스템을 통하여 관련기술을 축적해오고 있다. 우리나라처럼 배전자동화 시스템을 전력회사에서 자체적으로 개발하여 활용하는 사례는 전 세계적으로 유일하며, 이를 기반으로 해외 전력시장에 배전자동화 시스템을 수출하기 위하여 활발한 활동을 지속적으로 추진되고 있다. 배전자동화 시스템을 이용하면 원격으로 현장에 있는 배전자동화기기를 감시, 제어, 조작, 정정이 가능한 기본기능이 구현가능하고, 각종 계통운영에 필요한 기술계산, 즉 전압강하계산, 보호협조검토, 표준조작지시서(SOP)의 생성, 상시개방점 위치조정으로 손실최소화, 분산전원 연계계통 기술검토의 자동처리가 가능해진다. 기술계산프로그램은 최초 개발 당시인 2002년에는 배전자동화시스템 주장치가 설치된 장소인 온라인 상태에서만 사용이 가능하여 사용상 제약을 가지고 있었으나, 이를 개선하고자 2006년 10월 배전자동화기반 오프라인형 기술계산프로그램을 개발하였고 이를 지속적으로 업그레이드를 추진하여 활용해오고 있다. 배전자동화기반 오프라인형 기술계산프로그램은 배전자동화주장치에서 데이터를 추출하여 배전자동화주장치가 아닌 일반PC나 노트북에서도 배전자동화시스템에 내장된 배전계통 정보 즉, 선로길이 및 전력선 제원 등을 직접 이용하므로 각종 기술계산을 신속하고 정확하게 수행하는 것이 가능하게 되었다. 따라서 이를 지속적으로 활용하고 성능개선을 추진하여 배전계통 운영시 신뢰도 제고에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.228-228
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• 2010

pin-형 비정질 실리콘 태양전지에서 p-층은 창물질로서 전기 전도도가 크고, 빛 흡수가 작어야 한다. p층의 두께가 얇으면 i층에서 충분한 내부전위를 얻을 수 없어 개방전압이 작아진다. 반대로 p-층 두께가 두꺼워지면 p-층 자체에서 빛 흡수가 증가하고, 높은 불순물 농도(> $10^{20}/cm^3$)에 의한 표면재결합이 문제가 되어 변환효율이 감소한다. 밴드갭이 큰 물질로 창층을 만들면 짧은 파장의 입사광이 직접 i-층을 비추므로 단락전류와 곡선인자를 증가시킬 수 있다. 본 실험에서는 비정질 실리콘 증착과 박막 특성 분석을 위하여, $5cm{\times}5cm$ 크기의 eagle 2000 glass(유리)와 p형 실리콘 wafer가 사용되었다. 투과도, 흡수도, Raman, 암전도도 와 광전도도 특성 측정에 유리 기판에 증착된 박막을, 두께 측정, FTIR 측정에는 실리콘 기판에 증착된 박막이 각각 사용되었다. p형 비정질 실리콘 증착에는 $SiH_4$, $H_2$, $B_2H_6$ 가스를 사용하였고, 플라즈마 형성에는 13.56MHz의 RF 소스가 사용하였다.p층은 $SiH_4$ 가스와 $H_2$ 가스비가 1:5인 조건에서 $B_2H_6$을 도핑하여 형성하였다. $B_2H_6$가스량을 변화시키며 형성하였으며, $B_2H_6$가스량이 증가함에 따라 암전도도가 증가하였으나, 광학적 밴드갭이 감소하였다. $H_2/SiH_4$ 가스 비가 0.001일 때 밴드갭은 1.76으로 i층보다 높게 형성되었으며, 암전도도는 $10^{-7}$이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.470.2-470.2
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• 2014

RF-PECVD 장치에 의해 증착된 실리콘 질화막(SiNx)은 결정질 실리콘 태양전지에서 반사 방지막 효과 및 우수한 표면 패시베이션 특성을 제공하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 실리콘 질화막의 패시베이션 특성을 향상시키기 위해서 공정온도를 $400^{\circ}C$로 고정하고 공정압력, 가스비, RF (radio frequency) power를 가변하였다. 이 때의 실리콘 질화막의 굴절률 및 두께는 각각 2.0, 80 nm로 증착하여 그에 따른 특성에 대해 분석하였다. 공정 압력이 감소할수록 실리콘 질화막이 증착된 결정질 실리콘 태양전지의 유효 반송자 수명이 증가함을 보였고, 반면에 증착속도는 감소하였다. 또한 RF-power 500 W에서 실리콘 질화막이 증착된 결정질 실리콘 태양전지의 유효 반송자 수명이 상대적으로 높았으며 출력이 올라갈수록 증착속도가 증가하였다. 결과적으로 결정질 실리콘 태양전지에 증착한 실리콘 질화막은 0.8torr 공정 압력과 RF-power 500 W에서 $38.8{\mu}s$로 가장 좋은 유효 반송자 수명을 확인하였다. 위의 결과를 바탕으로 결정질 실리콘 태양전지를 제작하였고 향상된 패시베이션 특성을 갖는 실리콘 질화막의 조건을 찾기 위해서 개방전압(open circuit voltage)을 비교하였다. 공정압력 0.8 torr, RF-power 500 W에서 가장 높은 결과를 보였으며 이는 유효 반송자 수명과 유사한 결과를 나타냈다. 하지만 낮은 FF (fill factor)로 인해 변환 효율이 낮은 결과를 보였다. 태양전지 제작시 낮은 fill factor를 보인 이유와 위의 단점을 보완하기 위해 추가 실험을 수행하였으며, 개선된 fill factor를 통해 18.3% 효율의 태양전지를 제작하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.394-394
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• 2009

Water solubility of conjugated polymers may offer many applications. Potential applications of water-soluble conjugated polymers include the polymer light-emitting diode and new materials for nano and micro hollow-capsules, and bio- or chemo-sensors. We synthesized neutral polyfluorenes containing bromo-alkyl groups by the palladium catalyzed Suzuki coupling reaction. Bromo-alkyl side groups in neutral polyfluorenes were quaternized by tri-methyl amine solution. The electrochemical and optical properties of water-soluble conjugated polymers are discussed. This novel synthesized water-soluble conjugated polymers were used as a interfacial dipole layer between active layer and metal cathode in polymer solar cell for enhancement of open-circuit voltage (Voc), which is one of the most critical factors in determining device characteristics. We also investigated the device performance of polymer solar cell with different metal cathode such as Al, Ag, Au and Cu. In polymer solar cell, novel cationic water-soluble conjugated polymers were inserted between active layer and high-work function cathode (Al, Ag, Au and Cu).

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.249-254
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• 2018

염료감응형 태양전지의 광전변환효율(${\eta}$) 향상을 위하여 수열합성한 $TiO_2$ 나노입자에 전기방사한 $TiO_2$, $SiO_2$, $ZrO_2$ 및 $SnO_2$ 나노파이버를 첨가하여 광전극에 적용하였다. $TiO_2$ 나노파이버를 첨가한 염료감응형 태양전지는 순수한 $TiO_2$ 나노입자에 비해 높은 전류밀도($J_{sc}$)를 나타내었고 이것은 나노파이버 구조로 인하여 염료에서 여기된 전지의 전달 특성이 용이하여 나타난 현상으로 생각된다. 또한 $SiO_2$ 나노파이버를 첨가한 염료감응형 태양전지의 경우, 순수한 $TiO_2$ 나노입자를 이용한 것에 비해 보다 높은 0.67 V의 개방전압($V_{oc}$)을 나타내었고 에너지 변환효율 또한 6.24%로 가장 높게 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.370-370
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• 2011

I-III-IV2족의 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 3단계(three-stage) 동시증발공정을 통하여 약 19.9%의 최고의 효율을 보유하고 있다. 3단계 공정에 있어 IV2족 Se의 증발 속도 또는 증착압력은 우선 배향성 제어 및 표면 미세구조 영향 등에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 CIGS 박막 합성을 위한 3단계 공정에서 각 단계별 Se 분압의 변화를 주어, 각 공정 단계에서 Se 분압의 변화가 CIGS 박막의 미세구조 및 셀 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 3단계 공정에서 Cu, In, Ga 분압은 고정시키고, Se 분압의 크기 순서대로 1, 2, 3으로 변화시켜 CIGS 박막을 제조하였다. 이 박막의 미세구조, 특히, 우선 배향성, 표면의 기공, 결정성을 제어 하기 위하여 3단계 공정에서 1st stage 이후 Se 분압을 증가시키는 방법($3{\rightarrow}1$, $2{\rightarrow}1$)과 1st stage 이 후 Se 분압을 감소시키는 방법($1{\rightarrow}3$, $1{\rightarrow}2$)을 적용하여 비교하였다. 그 결과 3단계에서 1st stage 이후 Se 분압을 증가시킴으로써 (220)/(204)의 우선 배향성을 촉진시키며, 결정성을 개선하였고, 1st stage 이후 Se 분압을 감소시킴으로써 CIGS 박막 표면의 기공을 제거하고, 결정성을 향상시켰다. 이렇게 1st stage이 후 Se 분압을 증가시킴으로써 (220)/(204)의 우선 배향성의 촉진과 결정성 개선은 단락 전류(Jsc)를 증가시켰으며, 1st stage 이후 Se 분압을 감소시킴으로써 CIGS 박막 표면의 기공을 제거와 결정성 개선은 개방전압(Voc)의 증가효과를 가져왔다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권1호
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• pp.37-43
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• 2011

In this paper, the optimized doping condition of crystalline silicon solar cells with $156{\times}156\;mm^2$ area was studied. To optimize the drive-in temperature in the doping process, the other conditions except variable drive-in temperature were fixed. These conditions were obtained in previous studies. After etching$7\;{\mu}m$ of the surface to form the pyramidal structure, the silicon nitride deposited by the PECVD had 75~80nm thickness and 2 to 2.1 for a refractive index. The silver and aluminium electrodes for front and back sheet, respectively, were formed by screen-printing method, followed by firing in 400-425-450-550-$850^{\circ}C$ five-zone temperature conditions to make the ohmic contact. Drive-in temperature was changed in range of $830^{\circ}C$ to $890^{\circ}C$to obtain the sheet resistance $30{\sim}70\;{\Omega}/{\box}$ with $10\;\Omega}/{\box}$ intervals. Solar cell made in $890^{\circ}C$ as the drive-in temperature revealed 17.1% conversion efficiency which is best in this study. This solar cells showed $34.4\;mA/cm^2$ of the current density, 627 mV of the open circuit voltage and 79.3% of the fill factor.