• 제목/요약/키워드: 광 특성

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다중 적층형 박막 실리콘 태양 전지의 터널 접합 특성 연구 (The Study of the Tunnel Recombination Junction Properties in Multi-Junction Thin Film Silicon Solar Cells)

  • 황선태;심현자;정진원;안세원;이헌민
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.62.2-62.2
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    • 2010
  • 박막 실리콘 태양 전지는 저가격화 및 대량생산, 대면적화에 유리하다는 장점을 가지고 있다. 단점으로 지적되는 낮은 효율을 극복하기 위해 광흡수층의 밴드갭이 서로 다른 두 개 이상의 박막을 적층하여, 넓은 파장 대역의 빛을 효과적으로 흡수함으로써 광변환 효율을 올리기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 서로 다른 밴드갭의 광흡수층을 가진 p-i-n 구조를 다중 적층하여 고효율의 태양 전지를 제작하기 위해서는 n-도핑층과, p-도핑층 간에 전자와 정공이 빠르게 재결합할 수 있는 터널 접합(Tunnel Recombination Junction)의 형성이 필수적이며, 이때 광손실이 최소화되도록 해야한다. 만약 터널 접합이 적절하게 형성되지 않으면 결합되지 않은 전자와 정공이 도핑층 사이에 쌓이게 되고, 도핑층 사이의 저항 증가로 태양 전지의 광변환 효율은 크게 하락한다. 이번 연구에서는 터널 접합이 잘 이루어지게 하기 위한 n-도핑층 및 p-도핑층 박막의 특성과, 터널 접합의 특성에 따른 적층형 태양 전지의 광효율 변화를 확인하였다. 광흡수층 및 도핑층은 TCO($SnO_2:F$, Asahi) 유리 기판 위에 PECVD를 사용하여 p-i-n 구조로 RF Power 조건에서 증착되었고, ${\mu}c$-Si 광흡수층의 경우에는 VHF Power 조건에서 증착되었다. 광흡수층이 a-Si/${\mu}c$-Si의 구조를 가지는 이중 접합 태양 전지에서 ${\mu}c$-Si n-도핑층/${\mu}c$-Si p-도핑층 사이의 터널 접합 실험 결과 n-도핑층 및 p-도핑층의 결정화도와 도핑 농도를 조절하여 터널 접합의 저항을 최소화했고, 터널 접합 특성이 이중 접합 셀의 광효율 특성과 유사한 경향을 보임을 확인하였다. 광흡수층이 a-Si/a-SiGe/${\mu}c$-Si의 구조를 가지는 삼중 접합 태양 전지 실험의 경우 a-Si과 a-SiGe 광흡수층 사이에 ${\mu}c$-Si n-도핑층/${\mu}c$-Si p-도핑층/a-SiC p-도핑층의 구조를 적용하여 터널 접합을 형성하였으며, ${\mu}c$-Si p-도핑층의 두께 및 박막 특성을 개선하여 광손실이 최소화된 터널 접합을 구현하였고, 삼중 접합 태양 전지에 적용되었다.

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자성 유체의 자기적 거동변형 특성을 이용한 광 스위치 개발 (Development of optical switch using magnetic behavior of magnetic fluid)

  • 최범규;오재근;김도형;송관민
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.283-285
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    • 2003
  • 본 연구에서는 기존 광 스위치의 기계적 거동 방법과 달리 유체 자체의 거동만으로 광 진행을 차단시킬 수 있는 광 스위치를 제작하였다. 본 연구에서 광의 진행을 차단시키기 위해 사용한 자성 유체란 자성 재료로써 자기 특성과 액체의 유동성을 갖고 있으며, 자기장에 즉각 반응하여 자기장 인가시 고체와 같은 형태를 갖게 된다. 한편, 기존 광 스위치에서 빛의 방향을 변화시키는 스위칭의 원리로 대부분 마이크로 미러의 구동 기술이 사용되고 있다. 그러나 이 방식은 기계적인 거동에 의한 마모와 Crack 등이 발생할 수 있는 단점이 있으며, 마모와 Crack의 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 포화 자화도가 600G인 자성 유체의 유극 거동을 이용하여 기계적 거동에 의한 문제점을 개선하는데 목적을 두었다. 또한 실험적으로 영구 자석을 이용하려 광 스위칭작용과 광 스위치로의 적용가능성을 확인하였다.

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광섬유 출력 측정용 광검출기의 비선형성 평가 연구 (Nonlinear characteristics of photodetectors for optical fiber power measurements)

  • 이덕희;류지욱;서정철
    • 한국광학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.321-324
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    • 2004
  • 광통신 출력 측정용 광검출기의 비선형성 특성을 측정하기 위하여 광합산 방법을 이용한 비선형성 측정 장치를 구성하였다. KRISS 출력 소급성을 갖는 고출력용 광검출기와 저출력용 광검출기의 비선형성을 측정하였는데, 50 ㏈의 작동영역에서 각 검출기의 비선형성은 0.01% 및 0.02% 이내로 측정되었다. 이 광검출기들은 선형성이 우수하므로 광섬유 광특성 측정 분야에서 KRISS 표준기로 사용되고 있다.

광 CDMA 기반광섬유 센서를 이용한 음파탐지 시스템의 특성 분석 (The Performance Analysis of Optical CDMA based Acoustic Sensor System using Optical Fiber Sensors)

  • 박상조;김봉규
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.956-962
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    • 2008
  • 바닷속과 같은 수중에서 1개의 광섬유에 다량의 배열형 광센서를 접속하여 광범위한 영역에서의 원격 측정도 가능한 광 CDMA 기반 광섬유 센서를 이용한 음파탐지 시스템을 제안한다. 그리고 제안 시스템에서 잡음특성을 이론적으로 분석하고 컴퓨터 시뮬레이션에 의하여 그 결과를 분석한다. 광 CDMA 기반 광섬유 센서를 이용한 음파탐지 시스템에서 센서의 측정 시간을 증가시키면 종래의 WDMA 방식을 적용할 경우 보다 많은 광센서가 접속 가능한 것을 알 수 있다.

광 마이크로폰의 주파수 응답특성 분석 (Analysis of Frequency Response Characteristics in Optical Microphone)

  • 염경태;김관규;허도근;김용갑
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.8-15
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    • 2008
  • 본 논문에서는 광 마이크로폰의 주파수 응답특성 분석을 위해 시스템을 제안하고 구현하였다. 현재 사용되어지고 있는 캐패시턴스 마이크로폰과 광섬유 전송로형 광 마이크로폰(FOM)은 낮은 지향성과 크기, 무게, 비싼 가격 등에서 단점을 나타내고 있다. 반면 제안된 광 마이크로폰은 저가의 소자로 구성할 수 있으며, 소형, 경량화, 높은 지향성 등의 장점을 갖는다. 본 논문에서 제안하는 광 마이크로폰의 헤드 부는 인가된 음압에 따라서 전후로 움직이게 되어있으며, 반사판이 부착되어 있는 형태로 구성되어 있다. 광 헤드와 진동판사이의 거리를 변화시켜가며 응답특성을 측정하여 선형성과 민감도가 최대인 지점을 동작 점으로 결정하였다. 컴퓨터 기반 음향 측정/분석 프로그램인 Smaart Live와 USBPre를 사용하여 음향 신호의 주파수를 변화시켜 가며 구현한 광 마이크로폰의 광전 변환된 신호의 출력을 측정하였으며, 기존의 캐패시턴스 마이크로폰과 비교 분석하였다. 측정된 광 마이크로폰은 비교 콘덴서 마이크로폰과 거의 동일한 출력 특성을 나타내었으며, 주파수 대역폭은 약 ${\pm}3$[dB] 이내에서 300[Hz]-3[kHz] 정도의 성능을 나타내었다.

세슘 원자 증기 기반 광 증폭기의 온도와 빔 크기에 따른 광 증폭 특성 연구 (Study of the Variation of Optical Amplification Characteristics with Incident Beam Size and Temperature of a Cesium-vapor-based Optical Amplifier)

  • 류시헌;정유재;염동일
    • 한국광학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.306-313
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    • 2021
  • 버퍼가스와 세슘 증기가 혼합된 광 증폭 시스템을 구성하고 세슘 용기의 온도 및 빔 직경의 변화에 따른 광 증폭 특성을 조사하였다. 광 증폭인자 및 추출 효율 등 광 증폭기 특성이 세슘 용기의 온도 및 빔 직경에 따라 크게 변하는 것을 확인하였는데, 90 ℃의 세슘 용기온도에서 200 ㎛ 직경을 가진 펌프(500 mW) 및 씨앗 광(10 mW)이 입사하였을 때 최대 56%의 광 추출효율을 얻을 수 있었다. 또한, 전산 모사를 통하여 계산한 광 증폭 특성이 실험으로부터 얻은 결과와 합리적으로 일치하는 것을 확인하였다.

정밀 하천환경조사를 위한 드론 기반의 초분광영상 촬영 및 기하보정 (Drone-based hyperspectral imaging and geometric correction for precise river environment investigation)

  • 이윤호;윤병만;김서준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.159-159
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    • 2020
  • 하천환경조사는 하천의 전반적인 특성을 조사 분석하는 것으로 하천환경 조사결과는 하천관련사업의 기초자료로 사용된다. 하천환경조사의 기초조사에서는 현장답사를 통해 하천의 특성을 대략적으로 판단하고 하천 전구간의 물리적 구조와 식생의 분포, 중요 서식처 정보를 포함하는 RCS 지도(River Corridor Survey)를 작성한다. 기초조사를 위해서는 하천 전 구간에 대한 현장답사가 필요하기 때문에 많은 시간, 비용 그리고 인력이 필요하고, 육안 또는 사진을 통한 스케치로 이루어져 조사 결과가 정성적이고 작업자의 경험이나 능력에 따라 결과가 좌우된다는 한계가 있다. 따라서 하천환경조사를 좀 더 간편하고 과학적이며 경제적으로 조사하기 위해 최근 드론 영상을 이용한 조사 기술 개발에 대한 연구들이 증가하고 있다. 하지만 드론을 이용한 하천환경조사의 대부분은 RGB 영상을 이용하기 때문에 정밀한 하천환경 변화를 정량적으로 분석하는데 한계가 있다. 이를 극복하기 위한 대안으로 사람이 감지할 수 있는 빛의 영역 뿐 아니라 자외선과 적외선 영역의 분광특성을 이용하여 하천환경의 특성을 세밀하게 분류하는 것이 가능한 초분광센서를 드론에 탑재하여 하천환경을 조사하기 위한 기초 연구들이 시작되고 있다. 본 연구에서는 line scan 방식의 초분광센서를 드론에 탑재하여 초분광영상을 촬영하기 위한 드론 시스템을 구성하였고, 하나의 사진과 같이 초분광영상을 제작하기 위해 다양한 기하보정 기술을 적용하여 최적의 기하보정 방법을 제시하였다. 이를 위해 초분광영상의 기하보정은 각각의 초분광영상의 GCP와 대응점을 이용한 2차원 변환 방법 및 비선형 변환 방법을 적용하여 보정을 수행하였으며, 각 방법에 따른 정사보정 영상의 위치정확도를 검증하였다. 연구 결과 드론 기반의 초분광영상 촬영 및 기하 보정 방법을 제시하였다. 향후 하천환경조사 뿐만 아니라 다양한 분야의 원격탐사에 초분광영상을 활용하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

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태양광 스위치 제안 및 효용성 평가 (Suggestion of Photovoltaic Switch and Evaluation of Its Usability)

  • 장준호;이준호;정주환;장민석;이연식
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제18권9호
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    • pp.33-41
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    • 2013
  • 본 논문에서는 CdS(황화 카드뮴) 광센서란 소자를 태양광 모듈로 대체하여, 신재생에너지를 통한 충전도 하며 이 전력으로 동작하는 태양광 스위치를 제안하고 이의 효용성을 실험/검증하고자 한다. 우선 기존의 CdS 광센서와 이를 포함한 자동 점멸 스위치의 동작 원리를 조사해 본 후, 태양광 모듈의 특성을 조사함으로써 기존의 광센서를 태양광 모듈로 대체가능할 지를 분석해 본다. 그 가능성을 확인해 본 후, 태양광 스위치 회로를 설계 및 구현한 후, 이의 특성을 실험해 봄으로써 기존 스위치를 대체 가능함을 보이고 그 특성들을 비교/평가해 본다. 연구 결과 제안하는 태양광 스위치가 기존의 자동 점멸 스위치를 대체 가능함을 확인하였을 뿐만 아니라, 보다 많은 장점들을 가지고 있음을 확인하였다.

태양광 및 풍력 하이브리드 발전 시스템에 관한 연구 (A study on solar-wind hybrid power generation system)

  • 오진석;조관준
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권8호
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    • pp.1226-1231
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    • 2009
  • 본 연구는 해양 시설물용 태양광-풍력 하이브리드 발전 전력 제어 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 해양시설물은 대부분 태양광 기반의 발전 시스템으로 되어 있다. 이러한 태양광 발전 시스템은 흐른 날씨에는 전력 생산량이 감소한다. 이러한 발전 특성을 보완하기 위해 태양광과 풍력을 연계하는 시스템을 연구 하였다. LabVIEW를 이용하여 태양광과 풍력 발전 시스템을 시뮬레이션 하였다. 전력 특성을 반영하여 벅컨버터를 이용한 발전 전력 시스템을 개발하였다. 이를 실험을 통하여 풍력과 태양광 전력을 안정적인 충전을 수행하였다.

25Gbps 광 신호 전송을 위한 광 듀오바이너리 송신기 특성에 관한 연구 (A Study on Performance of Optical Duobinary Transmitters for 25Gbps Transmission)

  • 이동수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.89-94
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    • 2017
  • 본 논문은 마크-젠더 변조기를 사용하여 광 신호를 생성하는 광 듀오바이너리 송신기들의 전송 특성을 이론적으로 분석하였다. 특히 단일 모드 광섬유를 통하여 분산 보상 방법에 대한 고려 없이 1550nm 파장에서 25Gbps 광 듀오바이너리 신호를 전송하는 여러 가지 형태의 송신기들에 대한 성능을 평가하였다. 각 송신기의 특성에 따라 광 듀오바이너리 신호 생성 방법이 다르기 때문에 광 파워 스펙트럼과 광 신호의 눈 열림에 특징이 있었으며 이로 인하여 전송 거리에 따른 분산 내성도 차이를 보였다. 모의실험 결과와 송신기 구조의 복잡성 및 제한 조건을 고려하여 25Gbps 전송에 적합한 송신기를 확인 할 수 있었다.