• 과학교육연구지
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• 제38권2호
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• pp.331-343
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• 2014

전지의 연결방법에 따른 전류의 특성에 대한 초등교사들의 오개념 유형과 그 일관성에 대하여 조사되었다. 초등교사들의 전지의 연결방법에 따른 전류의 특성에 대한 오개념은 3가지 유형으로 나타났다. 14명의 초등교사들을 대상으로 한 이 연구에서, 전지들의 직렬연결과 병렬연결시 전류의 특성을 연결하는 전지의 수에 초점을 맞추는 유형에는 2명의 초등교사가, 전지의 직렬연결에 대한 개념과 병렬연결에 대한 개념을 혼동하는 유형에는 8명의 초등교사가, 그리고 전지의 직렬연결과 병렬연결에 대한 개념을 저항의 직렬연결과 병렬연결에 대한 개념으로 혼동하는 유형에는 4명의 초등교사가 분포하였다. 초등교사들은 전지의 연결에 대한 학습개념이 적용되는 상황에서 뿐만 아니라 분화개념이 적용되어야 하는 상황에서도 그들의 오개념 유형을 일관성 있게 적용하고 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.353-354
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• 2015

요즘, 태양에너지를 이용하는 웨어러블 전자기기가 많이 개발되고 있다. 이런 기기들은 태양전지에 도달하는 태양빛이 달라질 때, 태양전지와 컨버터의 연결방법이 시스템 효율에 많은 영향을 끼친다. 그래서 이 연구에서 9개의 테스트 경우를 5개의 다른 태양전지와 컨버터 연결방법으로 가정하여 전체 시스템 효율을 계산하였다. 5개의 연결방법은 직렬, 병렬, cascaded 컨버터, differential power processing (DPP) 컨버터의 직렬, DPP 컨버터의 병렬연결이다. 9개의 테스트 경우에서, 태양전지에 태양빛이 균일하게 도달할 경우, 병렬연결과 DPP 컨버터의 병렬연결이 가장 높은 효율을 보여주었다. 하지만 태양빛이 불균일하게 도달할 경우, DPP 컨버터의 연결이 가장 높은 효율을 보여주었다. 컨버터의 효율을 85%로 가정하면 DPP 컨버터를 병렬로 연결했을 경우, 이상적 경우를 제외한 8개의 테스트 경우에서 전체 시스템의 평균 효율은 99.36%였다. (이 계산은 Maximum Power Point Tracking 손실을 포함하지 않았다.)

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권6호
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• pp.21-27
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• 2009

휴대형 전자정보기기의 사용이 보편화되면서 고성능 전지를 개발하는 노력이 활발하게 진행되고 있는 등, 휴대형 장치에 전력공급 시간을 증대시키는 것이 중요한 문제로 대두되었다. 전력공급 시간의 연장을 위한 또 하나의 실용적 방법은 다중전지를 병렬 연결하여 사용하는 것이다. 본 논문에서는 다중전지를 사용하되, 단순한 병렬 연결이 아니라 전지 내부의 잔류 에너지를 재활용하는 새로운 발상을 소개하고자 한다. 이 방식은 전지의 사용에 따라 출력 전압이 기준값 이하로 떨어진 후라 할지라도 일정한 길이의 휴지시간을 경과하고 나면 잔류 에너지에 의하여 전압이 다시 일부분 회복되는 실제적 현상을 이용하려는 것이다. 잔류 에너지를 재활용할 수 있는 구체적인 방법으로서 전지선택형 다중전지 결합 방식을 제안하였다. 제안한 방식에 대하여 전지 방전특성을 실험적으로 측정하였으며, 알카라인 일차전지 한 개당 진력공급 시간을 1~2시간 정도 더 연장시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.150-152
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• 2007

직렬로 연결 된 다층의 단위전지 집합으로 구성되는 고체 고분자 연료전지의 적층전지는 에서 발생 할 수 있는 단위전지 간 전압손실과 압력구배를 최소화하기 위해 적층전지 내의 단위전지 외에 부품 및 재료를 추가하여 전압손실과 압력구배를 줄이는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 체결압 구배를 최소화하기 위해 부드러운 층으로 이루어진 외곽부분과 딱딱한 층으로 이루어진 중심부를 가지는 필름을 전류집합체 뒤쪽에 첨가하였고， 분리판과 전류집합체 사이에서 발생 할 수 있는 전압손실을 방지하기 위해 높은 전기 전도성을 가지며, 평활도를 유지 할 수 있는 재료로 구성 된 복합층을 전류집합체와 분리판 사이에 첨가하였다. 압력구배 측정 및 다층전지 성능테스트 중 단전지간 전압손실을 측정하여 기 제작 된 첨가층들에 대한 영향의 정도를 파악하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.406-406
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• 2011

최근 결정질 실리콘 태양전지 분야에서는 태양전지의 Voc와 Isc의 증가를 통한 효율 향상을 목적으로 후면 passivation 박막에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Local-Back Contact Cell은 최적화된 후면 passivation 박막을 이용한 태양전지 제조방법이다. 본 연구에서는 고효율의 LBC 태양전지 개발을 위해 Rapid Thermal Oxide(RTO)를 이용한 후면 passivation 박막에 screen printing을 이용한 point contact 구조의 LBC 태양전지를 제작하고 그 특성을 분석하였다. 본 연구에 사용된 RTO 박막은 O2와 N2, 2L/min의 조건에서 $850^{\circ}C$에서 3분 동안 열처리하여 성장시켰다. 이렇게 성장된 박막은 3nm의 두께로 형성되어 passivation 효과를 나타내었으며, carrier lifetime 측정 결과 37.8us의 값을 나타냈다. 전면 ARC형성을 위해 RTO 박막 위에 PECVD를 이용하여 SiNx passivation 처리를 하였고, 그 결과 carrier lifetime은 49.1us까지 향상하였다. 후면의 전극 형성을 위해 screen printing 방법으로 Al point contact을 형성하여 local 한 BSF를 형성 시켰으며, 이후 후면 전극 연결을 위한 방법으로 300nm의 두께로 full Al evaporation 공정을 진행 하였다. 결과적으로 RTO 후면 passivation 박막에 Al point contact 형성을 통해 제작된 태양전지는, Suns-Voc 579mV, FF 82.3%, 16.7%의 효율을 달성하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.200-200
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• 2003

고체산화물 연료전지(SOFC)에서 사용되는 연결재의 주 기능은 각 단위 셀의 연료극과 다음 셀의 공기극을 전기적으로 연결하여, 공기와 사용연료의 분리역할을 하기 위하여 사용된다. SOFC용 연결재는 다른 구성요소 소재보다, 높은 전자 전도성, 낮은 이온전도성, 우수한 기계 적강도가 요구되며, SOFC는 고온에서 작동되기 때문에, 상온에서 작동온도까지 다른 요소 소재들과 유사한 열팽창계수와 물리, 화학적으로 안정성이 요구된다. 현재 연결재 제조기술은 EVD, CVD, plasma spraying, tape casting 등 다양하게 연구되고 있으며, 본 연구는 세라믹 연결재 증착방법 중 저렴한 비용으로 대량 생산이 용이한 습식법(dip coaling)을 적용하여, 연료극 지지체식 flat-tube형 고체산화물 연료전지의 지지체를 위해 세라믹 연결재를 제조하고, 그 특성을 연구하였다. 세라믹 연결재로써 선정한 합성조성은 LaCr $O_3$에 Ca이 치환 고용된 L $a_{0.6}$C $a_{0.41}$Cr $O_3$으로 pechini법으로 합성하였다. 합성된 조성은 100$0^{\circ}C$에서 5시간 하소후 가속 Ball Milling하여 0.5$\mu\textrm{m}$의 평균입자크기를 얻을 수 있었다. XRD 상분석결과 perovskite상 (L $a_{1-x}$ Ca/x/Cr $O_3$)과 CaCr $O_4$를 얻을 수 있었다. slurry를 제조하여 막의 밀착성을 증진시키기 위해 sand blasting시킨 flat tube지지체에 진공펌프를 이용하여 소재내부와 외부의 압력차로 dip coating한 후, 140$0^{\circ}C$로 소결 하였다. coating 결과 박리현상은 없었으나, 표면과 단면의 SEM분석결과 다소 porous한 박막층이 형성되었으며, Ca이온이 지지체로 permeation되는 현상이 발생하였다. 이와 같은 결과로부터 보다 치밀한 박막생성을 위해, slurry 제조조건을 변화시켰으며, Ca이온의 migration을 막기 위해 barrier layer를 이용하였다 완전 소결된 지지체는 가스투과도와 전기전도도측정을 통하여 특성을 평가하였다.였다.다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.21-23
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• 2008

본 논문은 현재 연료전지의 전력변환시스템에서 고주파 절연방식 중 많이 사용 되고 있는 Full-Bridge컨버터를 시뮬레이션 툴(ORCAD)을 이용하여 조건을 각각 달리하여 해석하였다. 전류의 부담을 줄이는 방법으로 사용하는 MOSFET을 병렬로 여러개 연결할 경우와 스위칭 주파수를 변화시켰을 경우 각각의 손실을 알아보았고 이를 통하여 효율개선의 방안을 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1297-1298
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• 2007

염료 감응형 태양전지(DSSC)의 개발 이후 많은 연구와 실험이 상용화를 위한 대면적화에 중점을 두고 진행되고 있다. 대면적화에 대한 대부분의 연구에서 그리드 전극을 넣고 내부적으로 직, 병렬 구조를 조합해 확장 시키는 방법을 채택하고 있지만, 그리드 전극을 넣음으로써 발생하는 손실, 즉 실링 공정의 어려움으로 발생하는 전자의 손실과 제작 공정상에 있어서의 복잡한 절차 및 그에 따라 소요되는 시간 등을 감안할 때 이는 그리 효과적이지 못하다고 할 수 있다. 면적이 작은 여러 셀을 외부에서 연결시켜 대면적화 시켰을 때 그 효과에 대해서 알아보고, 동일한 면적의 대면적화 된 단일 셀과 비교, 그 결과를 분석해 보았다. 그 결과, 우리는 동일한 면적을 가지고 있는 대면적의 단일 셀보다 여러 셀의 병렬 조합으로 이루어진 것이 더 좋은 결과를 나타냄을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 유효면적 $8cm^2$을 가지는 셀을 외부적으로 연결시켜 대면적화 시켰을 때 그 효과에 대해서 알아보고 실험하였다. 하나의 모듈을 만들기 위해 직 병렬의 다양한 조합을 시도하여 직렬 연결이 많이 된 모듈일수록 이를 다시 병렬로 연결했을 때 전류의 손실을 많이 줄일 수 있다는 결론을 얻었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.422-423
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• 2010

직렬 연결된 배터리는 각 셀의 내부 화학적 특성 차이로 인해 동일 전류로 충전 및 방전 과정을 진행하여도 셀 간에 미세한 전압 차이가 발생한다. 이러한 셀 간 전압 불균형은 배터리 셀에 해로운 영향을 끼치게 되는데, 2차 전지의 경우 배터리 용량의 변화를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 배터리 운용 범위를 제한하는 보호회로가 있지만 보호회로는 직렬 연결된 배터리 셀 중 가장 전압이 높거나 가장 낮은 셀을 기준으로 충전과 방전 사이클을 종료시키므로 배터리 팩의 용량을 최대한으로 사용하지 못하게 하는 문제를 발생시킨다. 배터리 균등화 회로는 셀 간의 전압 차이를 줄여 배터리의 최대 용량을 사용하고자 하는 목적을 가진다. 저항을 기반으로 하는 수동적인 방법과는 달리 스위칭 소자를 이용하는 능동적인 방법에서는 스위칭으로 인해 입출력 전압 변동이 발생하여 컨버터 내부에 흐르는 전류가 수시로 변하는 문제가 생긴다. 위 문제를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 배터리 균등화 회로에 전하 제어(Charge control)기법을 제안하고, 그에 따른 회로 설계 요소를 제시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.194-196
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• 2008

이 논문에서는 연료전지용 3상 전류형 능동 클램프 DC/DC 컨버터의 기동 방법을 제안하고, 정상상태에서 컨버터의 출력 전압 및 입력 전류 제어기를 설계하였다. 3상 전류형 능동 클램프 DC/DC 컨버터는 가동시 클램프 전압과 출력 전압의 차로 인해 스위치 및 변압기 전선에 큰 단락 전류가 흐르는 단점이 있다. 그러므로 가동시 입력 인덕터에 2차 권선을 감아 플라이백방식을 이용하여 출력 전압을 확립시키는 방법을 제안하였다. 정상 상태에서 출력 전압 및 입력 전류 제어를 위해 두 개의 종속 연결 PI 제어기를 설계하였다. 전압 제어 이득의 시정수가 전류 제어 이득의 시정수보다 크게 함으로써 제어기의 안정도를 향상시켰다. 시뮬레이션을 통해 기동 방법을 확인하였다. 500w급 컨버터를 제작하였고, 실험을 통해 설계한 제어기의 성능을 확인하였다.