• 제목/요약/키워드: 봉지재

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25년 장기간 동작된 태양전지 모듈의 열화모드 및 열화메커니즘 분석

  • 박노창;한창운;김동환
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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    • pp.34.2-34.2
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    • 2011
  • 본 연구에서는 1986년에 국내 섬 지역에 설치된 태양전지 모듈을 대상으로 전기적 특성값의 열화 및 열화 원인에 대한 분석을 실시하였다. 태양전지 모듈의 초기 최대 출력값은 50 W였고, 5인치 단결정 실리콘 태양전지 36개로 구성되어 있었다. 첫째로, 육안 검사를 통해서 태양전지 모듈의 열화 현상을 관찰하였다. 태양전지 모듈의 절연성은 IEC 61215의 기준으로 측정하였다. 태양전지 모듈의 전기적 특성평가를 통해서 최대 출력값의 변화량을 측정하였고, EL(Electroluminescence) 측정을 통해서 태양전지의 열화를 분석하였다. 이를 통해 분석된 주요 열화 모드는 봉지재 (Encapsulant)의 변색(Discoloration) 및 박리(Delamination)현상이었다. 봉지재의 변색된 부분 및 변색되지 않은 부분의 태양광 반사도를 측정한 결과 변색된 부위의 반사도가 증가한 것을 확인하였다. 두번째로 최대 출력전압을 태양전지 모듈에 인가한 상태에서 태양전지 각각의 온도를 T.C (Thermocouple)을 이용하여 측정하였고, 이를 통해서 태양전지의 열화와 온도와의 관계를 분석하였다. 마지막으로 태양전지 모듈의 단면분석을 통해서 봉지재의 박리현상 및 리본와이어의 솔더 접합계면을 관찰하였다. 또한, 봉지재를 제거한 후에 SEM&EDX를 통해서 리본와이어 및 금속전극의 부식현상을 분석하였다.

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마이크로 스피어에 의한 LED 지향각 변화 (View angle change of LED by micro sphere)

  • 심재민;김재범;김영우;송상빈;유영문;김재필
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.220-221
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    • 2008
  • 본 연구에서는 빛을 확산시키기 위하여 LED(light emitting diode) 봉지층내에 마이크로 스피어를 형성하였다. 마이크로 스피어는 극성이 다른 이 종의 봉지재(실리콘, 에폭시)를 혼합하여 제조하였으며, 최적 첨가비율은 0.6wt% 이내였다. 광학현미경을 이용하여 측정한 결과, 마이크로 스피어의 직경은 $4{\mu}m$ 내외였으며, 마이크로 스피어는 서로 들러붙거나 침전하지 않았다. LED의 효율은 봉지재의 첨가비율이 증가할수록 감소하였으며, 0.6wt% 첨가하였을 때 약 10% 이내의 효율 감소를 보였다. 지향각은 봉지재 첨가비율을 0${\sim}$0.6wt%로 변화시키면 50도에서 110도까지 증가하였다.

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코팅에 의한 LED 적생 형광체의 신뢰성 개선 (Reliability improvement of LED's red phosphor by coating)

  • 심재민;김재범;김영우;송상빈;유영문;김재필
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.209-211
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    • 2008
  • 본 연구에서는 실리케이트 적색 형광체의 신뢰성을 향상시키기 위하여 $SiO_2$ 박막을 졸-겔(sol-gel) 방법으로 코팅하였으며, 봉지재의 종류에 따른 코팅된 형광체의 신뢰성 변화를 조사하였다. 졸-겔 코팅 후 형광체 표면을 관찰한 결과 졸-겔 코팅이 잘 이루어 졌음을 알 수 있었으며, 4회 코팅 후 박막의 두께는 약 150nm였다. 코팅하지 않은 형광체의 경우 봉지재에 따른 차이는 있었지만 500시간 경과 후 효율 감소율은 30% 이상이었으며 코팅 한 형광체의 경우는 에폭시, JCR6175가 10${\sim}$25%, EG6301은 10% 이내의 효율 감소율을 보였다. 한편 색좌표 경우 에폭시 봉지재가 약 0.02의 변화를 EG6301 봉지재의 경우 0.01 이내의 변화를 보였다.

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TiO2 나노입자가 혼합된 봉지재를 적용한 LED 패키지의 광효율 특성 평가 (Light Efficiency of LED Package with TiO2-nanoparticle-dispersed Encapsulant)

  • 이태영;김경호;김미송;고은수;최종현;문경식;김목순;유세훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.31-35
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    • 2014
  • 본 연구에서는 $TiO_2$ 나노입자를 LED패키지의 봉지재인 실리콘에 분산시키고, 이에 따른 굴절률, 투과율 및 광효율 변화를 평가하였다. $TiO_2$ 나노입자는 LED 봉지재의 굴절율을 증가시켜 LED 패키지의 광추출 효율을 향상시키기 위해 봉지재에 적용되었다. $TiO_2$는 수열합성법을 통해 합성되었고, 합성된 $TiO_2$ 입자에 긴 체인구조의 vinyl silane을 코팅하여 분산시켰다. 분산 처리를 실시한 후에는 대부분의 $TiO_2$ 나노입자가 10~40 nm 이하로 분산되었으나, 100 nm 이상의 긴 입자도 관찰되었다. 실리콘 봉지재에 $TiO_2$ 나노입자 양이 증가할수록 굴절율은 증가하였으나, 투과율은 감소하였다. $TiO_2$ 나노입자가 포함된 실리콘 봉지재로 LED 패키지를 제조하였고, $TiO_2$ 나노입자가 분산된 LED가 $TiO_2$ 나노입자가 없는 LED패키지에 비해 약 13% 이상 광효율이 향상되었다.

결정성 SiO2 충진 EMC(Epoxy Molding Compounds)봉지재의 성형조건 및 물성에 관한 연구 (Studies on Molding Conditions and Physical Properties of EMC(Epoxy Molding Compounds) fiiled with Crystalline SiO2 for Microelectronic Encapsulation)

  • 김원호;배종우;강호영;이무정;최일동
    • 공업화학
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    • 제8권3호
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    • pp.533-542
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    • 1997
  • 회로 설계의 고속화, 고성능화 경향으로 인해 반도체 봉지제의 유전특성은 회로실행과 신뢰성에 지대한 영향을 미친다. 또한 칩이 고집적화됨에 따라 신뢰성에 영향을 주는 방열성이 주요 인자가 되고 있다 결과적으로 선진적인 반도체 봉지재 제조에 있어 4가지 주요한 특성은 낮은 유전상수값, 높은 열전도도, 상대적으로 낮은 열팽창계수, 낮은 제조원가 등이다. 본 연구에서는 에폭시 봉지제의 고성능화를 위해 에폭시 모제의 충진제로서 결정성 실리카를 사용하였다 그 결과 실리카 부피량 60~70%일 때, 보다 뛰어난 물성을 갖는 반도체 봉지재를 제조할 수 있음을 확인하였다. 또한 이 실험 과정에서 반도체 봉지제의 성형조건도 설정할 수 있었다.

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Butanone oxime으로 봉지된 m-isopropenyl-$\alpha$, $\alpha$-dimethylbenzyl isocyanate계 공중합체 합성 및 자체 가교현상

  • 안종수;최동훈
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.50-53
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    • 1998
  • 코팅이나 접착제 분야에서 대기 중에서 불안정한 이소시아네이트기를 보호하기 위해 phenol, oxime, caprolactam계 화합물을 사용하는 봉지 방법을 본 연구에서 이용하고자 하였다. 선천적으로 위의 화합물들로 봉지된 이소시아네이트기는 결합쇄로 carbamate를 형성하나 이들은 열에 의해 특정 온도 영역에서 해리 되면서 다시 이소시아네이트기가 재 생성되는 과정을 거친다.(중략)

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유기반도체용 고성능 박막 봉지재의 제조 및 평가 (Fabrication and Characterization of High-Performance Thin-Film Encapsulation for Organic Electronics)

  • 김남수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권10호
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    • pp.1049-1054
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    • 2012
  • 유기전자재료의 발전으로 박막화, 유연화, 경량화가 가능하면서, 저가의 생산비용으로 제조 될 수 있는 유기반도체의 개발 및 상용화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만, 유기반도체를 구성하는 유기재료 및 전극재료가 미량의 수분과 반응으로 성능이 저하되는 문제로 상용화의 큰 걸림돌이 되고 있다. 따라서 유기재료 및 전극을 동작환경의 수분으로부터 보호할 수 있는 고성능 투습 방지막 개발에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 $SiO_x$/parylene 및 $SiN_x$/parylene 구조를 이용한 다중 구조의 고성능 박막 봉지막을 개발하고, 개발된 박막을 Ca-corrosion test를 이용하여 수분투과율을 측정하였다. 또한 박막 봉지재를 유기태양전지에 적용하여 유기태양전지의 수명과 투습특성과의 관계를 확인하였다.

태양전지 모듈 Encapsulation용 EVA의 장기 UV/온도 내구성을 위한 가속시험설계 및 열화분석

  • 정재성;현대선;변기남;박노창
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.100.1-100.1
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    • 2012
  • 태양전지 모듈의 25년 이상 장기간 정상 발전을 위해 태양전지 모듈을 구성하는 부품 소재의 장기 열화메커니즘 연구가 중요시되고 있다. 결정질 및 박막 태양전지 모듈 내 셀을 보호하기 위한 봉지재(Encapsulation)로 다양한 폴리머 재료가 적용되고 있다. 봉지재 부품으로 적용되고 있는 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)는 장기 열화특성 및 내구성 개선 연구가 중요하다. 따라서 EVA를 가속열화하여 열화메커니즘 분석과 25년 보증 내구성을 보유하고 있는지 연구가 필요하다. 본 연구에서는 EVA의 Ultraviolet(UV), 온도 복합 환경스트레스 조건을 적용한 가속시험을 수행하고 장기 열화메커니즘을 분석하였다. 수명 및 손상모델을 이용하여 실환경에서 변화하는 UV와 온도를 일정한 값으로 나타낼 수 있는 UV/온도 가속조건을 설계하였다. 이를 통해 UV/온도 가속조건을 설정하였고 1년 및 25년 동안 EVA에 인가되는 stress와 유사한 양을 인가할 수 있는 시험시간을 결정하였다. 시험 후 전자현미경, AFM, FT-IR, TGA, DSC 등의 분석을 통해 열화메커니즘을 도출하였다.

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Silicone 봉지재를 이용한 태양광 모듈 제조 공정 및 평가에 대한 연구 (The study on evaluation for PV module development using the silicone encapsulation)

  • 정인성;이범수;양오봉;강성환;김종일
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2011년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.137-142
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    • 2011
  • Individual solar cells must be connected together to give the appropriate current and voltage levels and they must also be protected from damage by the environment. [1] PV module consists of a glass/ polymer encapsulation/ solar cell string/ polymer encapsulation/ back sheet. Usually, encapsulation materials is used EVA(ethylene vinyl acetate), PVB(polyvinyl butyral), PO(polyolefin)sheet. This study is about fabrication of module using silicone material instead of above them. We got to know advantage that is fabrication time and efficiency of modules.

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