• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.23-23
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• 2009

CIGS 박막 태양전지는 제조단가가 낮고 박막 태양전지 중에서 변환효율이 가장 높아 발전 가능성이 큰 태양전지로 인식되고 있다. 이미 일본, 독일, 미국을 비롯한 선진국에서는 30-50 MW 급의 양산 라인이 구축되고 있어 2010년 이후에는 본격적인 상용화가 진행될 것으로 보인다. CIGS 광흡수층은 진공증발, 셀렌화, 나노입자, 전기도금등 다양한 방식으로 제조가 가능한데 이 중에서도 동시진공증발공정은 고효율 CIGS 박막 태양전지 제조에 적합하다. 본 연구에서는 동시진공증발법을 이용하여 CIGS 박막을 증착하였으며 소다회유리/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/n-ZnO/Al/AR 구조의 태양전지를 제조하였다. 기판온도 모니터링을 통한 Cu 이차상 조절 기술을 이용하여 결정립이 매우 큰 CIGS 박막을 증착하였으며 Ga/(In+Ga) 조성비의 조절을 통하여 밴드갭 에너지를 최적화하였다. 또한 QCM 장치를 활용하여 용액 속에서 성장되는 CdS 박막의 두께와 특성을 조절하였다. 이러한 공정최적화를 통하여 개방전압 0.65 V, 단락전류밀도 38.8 $mA/cm^2$, 충실도 0.74 그리고 변환효율 18.8% 의 CIGS 박막 태양전지를 얻었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.175-175
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• 2011

최근 석유 자원의 고갈로 인하여 요구되는 대체 에너지 개발의 필요성이 대두되고 있다. 그중 태양에너지는 지구의 생명체가 살아가는 에너지의 근원으로서 매초 800~1,000 W에 달하는 에너지양으로 볼 때 태양은 인류가 가장 풍부하게 활용할 수 있는 에너지원이다. 태양에너지를 이용한 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)는 제조원가를 낮출 수 있고, 유리 전극을 이용한 투명한 태양전지를 제조할 수 있어 건물의 유리창등으로 응용할 수 있는 장점이있다. 이러한 광변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 전기방사 TiO2 Nanofiber를 기계적으로 갈아서 제조한 TiO2 Nanorod 와 TiO2 Nanoparticle를 섞어서 만든 paste를 이용하여 넓은 표면적과 빠른 전자수송도를 갖게 하였고, 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질의 산화, 환원되는 요오드 이온(I-/I3-)과의 재결합(recombination)현상을 TiO2 전극 위에 높은 밴드갭(band-gap)을 가지는 Al2O3 박막을 TriMethylAluminium (TMA) 전구체를 이용한 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 공정을 사용하여 진공증착 통해 광전변환효율이 떨어지는 현상을 방지하여 효율을 높였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.318.2-318.2
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• 2013

기존의 염료감응형 태양전지(Dye Sensitized Solar Cells; DSSCs)는 최대 효율 11~12%의 광전변환효율을 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서 광흡수 층 최적화, 상대전극의 촉매성 증대, 전해질의 산화 환원 반응 최적화 등의 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 DSSCs의 광전변환효율을 증가시키고자 기존의 투명전극 및 기판으로 사용되는 FTO(Fluor-doped Tin Oxide)를 GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)를 사용하여 투명전극기판에 따른 계면 저항, 전류손실 등 DSSCs에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에 사용된 FTO는 ${\sim}7{\Omega}/{\square}$의 면저항과 80%이상의 투과도를 갖고 있으나 Ion-Sputtering 법으로 증착된 GZO는 열처리 과정을 통하여 $3{\sim}4{\Omega}/{\square}$의 면 저항을 나타내고 80%이상의 우수한 투과도를 가지고 있다. 이러한 두 기판의 특성 비교를 위해, UV-Visble Spectrophotometer를 사용하여 광학적 특성을 분석하고, SEM(Scanning Electron Microscope), AFM(Atomic Force Microscope)를 사용하여 표면 특성을 평가하였다. 또한 전기적 특성을 분석하기 위하여 4-Point-probe를 이용하여 면 저항을 측정하였고, DSSCs의 효율 및 Fill Factor를 분석하기 위하여 Solar Simulator의 I-V measurement를 이용하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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• pp.177-178
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• 2014

본 논문에서는 기존에 널리 사용되고 있는 3상 인버터와 태양광 인버터 및 무정전 전원공급시스템의 고효율화를 위해 최근 적용이 확대되고 있는 3상 T형 3-레벨 인버터에서 각 전력 반도체에서 발생하는 손실을 구하고 그 결과를 비교, 분석하였다. 또한 그 손실 특성을 기초로 해서 3상 50kVA급 기존 3상 인버터 및 3상 T형 3-레벨 인버터 전력변환모듈을 설계하였고 전산유체해석 소프트웨어를 이용해서 전력변환모듈 내부 방열판의 상세 온도 분포를 해석하고 그 비교 분석 결과를 제시하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.349-350
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• 2015

소형 어선들은 디젤유를 주 동력원으로 사용하여 모터를 구동시킨다. 이때 사용되는 모터는 배에 필요한 동력 및 전력을 공급해 주는데 리터당 효율을 계산할 경우 효율이 매우 낮다. 그렇기 때문에 전력 변환 효율이 높음에도 불구하고 전체 시스템의 관점에서는 효율이 매우 낮음을 보인다. 본 논문에서는 어선의 전력 계통도를 전기적으로 모델링하여 실제로 일어날 수 있는 모든 시나리오를 시뮬레이션을 통해 확인 할 수 있도록 구성하였다. 또한 낮은 효율의 문제를 해결하기 위하여 태양광 발전 시스템을 도입하여 디젤 모터에 걸리는 부하를 줄여 전체 시스템의 효율이 증가하는 것을 검증하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.11 no.6
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• pp.411-417
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• 2000

The waveguide structure effects of a spot-size converter (SSe) of a $1.3\mu{m}$ FP(Fabry-Perot)-LD(Laser Diode) were investigated. Its coupling efficiency and alignment tolerance with a single-mode fiber (SMF) were carefully examined by using a 3dimensional BPM (Beam Propagation Method). It was shown that the fOlmation of enough length of straightened waveguide around the end of the sse region can substantially improve the optical coupling efficiency for a vertically tapered sse. In contrast, a down-taper structure for a laterally tapered sse has superior characteristics to an up-tapered one. We suggested good sse structures which can provide a high coupling efficiency as well as a large alignment tolerance with an .SMF. .SMF.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.305-308
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• 2005

풍력 및 태양에너지는 기존의 화력, 수력, 원자력 발전 등을 대신할 친환경적이고 공해가 없으며 양적으로도 무한한 대체 에너지원이다. 계절적인 기상변화 특성을 이용하여 풍력 발전 시스템과 태양광발전 시스템을 상호 보완시킴으로써 안정적인 전력 공급과 에너지이용 효율의 향상을 꾀할 수 있는 풍력-태양광 복합발전 시스템에 대한 관심이 고조되고 있다. 본 연구에서는 이러한 복합 발전 시스템을 효율적이고 안정적으로 운용하기 위하여 시스템의 각종 데이터들을 수집, 분석하고 파일로 저장하며 이를 인터넷을 이용하여 원격에서도 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축한다. 여러 가지 교류와 직류의 전압, 전류들을 비롯한 풍속, 조도, 온도 등의 물리량을 측정하기 위하여 여러 형태의 변환기를 사용하였고 신호 조절 회로를 구성하였다. 데이터 수집 보드(DAQ)를 이용하여 컴퓨터로 데이터들을 읽어 들였으며, 시스템 운용을 위한 서버 프로그램과 이를 원격지에서 실시간 모니터링 및 저장된 데이터들을 다운로드 할 수 있는 클라이언트 프로그램을 작성하였다. 측정된 데이터를 시간, 기상 등의 여러 조건과 연관하여 분석하였다.

• 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.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.1
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• pp.62-68
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• 2012

The conversion efficiency of solar cells depending on incident angle of light is important for building-integrated photovoltaics (BIPV) applications. The quantum efficiency is the ratio of the number of charge carriers collected by the solar cell to the number of photons of a given energy shining on the solar cell. The analysis of angle dependence of quantum efficiencies give more information upon the variation of power output of a solar cell by the incident angle of light. The variations in power output of solar cells with increasing angle of incidence is different for the type of cell structures. In this study we present the results of the quantum efficiency measurement of single-crystalline silicon solar cells and a-Si:H thin-film solar cells with the angle of incidence of light. As a result, as the angle of incidence increases in single-crystalline silicon solar cells, quantum efficiency at all wavelength (300~1,100 nm) of light were reduced. But in case of a-Si:H thin-film solar cells, quantum efficiency was increased or maintained at the angle of incidence from 0 degree to about 40 degrees and dramatically decrease at more than 40 degrees in the range of visible light. This results of quantum efficiency with increasing incident angle were caused by haze and interference effects in thin-film structure. Thus, the structural optimization considering incident angle dependence of solar cells is expected to benefit BIPV.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.14 no.2
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• pp.157-168
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• 2009

In this paper, a photovoltaic system is designed with a step up chopper and single phase PWM(Pulse Width Modulation) voltage source inverter. Where proposed Synchronous signal and control signal was processed by one-chip microprocessor for stable modulation. The step up chopper operates in continuous mode by adjusting the duty ratio so that the photovoltaic system tracks the maximum power point of solar cell without any influence on the variation of insolation and temperature because solar cell has typical voltage and current dropping character. The single phase PWM voltage source the inverter using inverter consists of complex type of electric power converter to compensate for the defect, that is, solar cell cannot be developed continuously by connecting with the source of electric power for ordinary use. It can cause the effect of saving electric power. from 10 to 20[%]. The single phase PWM voltage source inverter operates in situation that its output voltage is in same phase with the utility voltage. In order to enhance the efficiency of photovoltaic cells, photovoltaic positioning system using sensor and microprocessor was design so that the fixed type of photovoltaic cells and photovoltaic positioning system were compared. In result, photovoltaic positioning system can improved 5% than fixed type of photovoltaic cells. In addition, I connected extra power to the system through operating the system voltage and inverter power in a synchronized way by extracting the system voltage so that the phase of the system and the phase of single-phase inverter of PWM voltage type can be synchronized. And, It controlled in order to provide stable pier to the load and the system through maintaining high lurer factor and low output power of harmonics.