• Title/Summary/Keyword: 집광형

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표면 Texture 및 나노 Particle 공정에 의한 III-V 태양전지의 효율 변화

  • Sin, Hyeon-Uk;O, Si-Deok;Lee, Se-Won;Choe, Jeong-U;Sin, Jae-Cheol;Kim, Hyo-Jin
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.320-320
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    • 2012
  • III-V 화합물 태양전지는 실리콘, CdTe, CIGS, 염료, 및 유기 등 다른 태양전지에 비해 1sun 상 30% 이상의 고효율을 갖고 있고 앞으로도 계속 증가할 수 있는 가능성을 갖고 있다. 그 이유는 직접천이형 밴드갭, 높은 이동도 등의 고성능 물질특성과 더불어 3족과 5족의 비율을 조절함으로써 같은 결정구조를 갖고 에너지 밴드갭이 다른 물질들을 만들기에 용의하여, 태양전지 스펙트럼의 넓은 영역을 흡수할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나, 셀자체의 물질이 실리콘에 비하여 고가이므로, 고성능이 요구되는 우주 인공위성등에 적용이 되었지만, 2000년대 이후로 집광에 적용가능한 태양전지의 연구를 거듭하여 2005년부터는 값싼 프레넬 렌즈를 이용하여 1sun에 비해 500배 해당하는 빛을 셀에 집광하여 보다 효율을 증가시킴으로써 지상발전용에도 적용가능한 셀을 형성하게 되었다. 더불어 태양전지의 효율을 증가시키기 위한 개선된 구조적 변화의 시도도 많이 이루어지고 있다. 최근 보고에 의하면 실리콘 태양전지의 표면에 texture 또는 나노 구조를 주어 높은 흡수율과 낮은 반사율을 갖게 함으로써 효율을 증가시키는 사례가 많아지고, III-V 화합물 태양전지도 texturing에 의해 증가된 효율을 발표한바 있다. 본 연구에서는 태양전지의 효율을 증가시키기 위하여 III-V 화합물 태양전지 표면에 micro-hole array texture 구조를 형성한 후 나노 particle을 이용한 나노 texture 구조를 형성하였다. Photo-lithography와 chemical wet etching으로 micro-hole array texture 구조를 형성하였으며 micro-hole의 직경은 $5{\sim}20{\mu}m$, hole과 hole의 간격은 $3{\sim}15{\mu}m$로 다양하게 변화를 주었다. 형성된 micro-hole array texture 구조위에 수십 nm 크기의 particle을 만들어 chemical wet etching으로 나노 texture 구조를 형성하였다. 태양전지 표면에 texture 구조가 있는 경우와 없는 경우에 각각 효율을 측정, 비교 분석하였다.

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Growth of InGaP on Ge substrates by metalorganic chemical vapor deposition for triple junction solar cells

  • Lee, Sang-Su;Yang, Chang-Jae;Sin, Geon-Uk;Yun, Ui-Jun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.133-133
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    • 2010
  • 3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 35% 이상의 광변환 효율로 주목을 받고 있다. 일반적으로 삼중 접합 태양전지는 넓은 영역대의 파장을 흡수하기 위해 밴드갭이 다른 InGaP, GaAs, Ge이 사용된다. 그 중 하부셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용되는데, p-type Ge 기판위에 III-V 결정막 성장 시 5족 원소가 확산되어 pn접합을 형성하게 된다. 이러한 구조를 가진 Ge 하부셀이 효율적으로 홀-전자 쌍을 형성하기 위해서는 두꺼운 베이스와 얇은 에미터 접합이 필요하다. InGaP의 phosphorus는 낮은 확산계수로 인해 GaAs의 arsenic에 비해 얇은 접합이 형성 가능하며, Ge표면 에칭효과가 더 적다는 장점이 있다. 이를 고려해 우리 연구그룹에서는 metalorganic chemical vapor depostion(MOCVD)을 이용하여 Ge기판위에 성장한 InGaP layer의 특성을 관찰해 보았다. <111>로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-type Ge(100) 기판위에 MOCVD를 통해 InGaP layer를 형성하였고, 성장된 layer를 atomic force microscope(AFM)와 high-resolution x-ray diffraction(HRXRD)을 이용하여 표면형상, 조성, 응력상태 등을 각각 관찰하였다. 또한 phosphorus 확산에 의해 형성되는 도핑농도는 electrochemical capacitance-voltage(ECV)을 이용하여 관찰하였다. 성장된 Ge기판위의 InGaP layer의 경우 특징적으로 높이 50 nm, 밑변 길이 $1\;{\mu}m$의 경사진 표면을 관찰할 수 있었으며, 이러한 구조는 TMIn과 TMGa의 비율이 증가 할수록 감소하였다. 따라서 이러한 경사진 형태의 구조는 격자 불일치 때문인 것으로 판단된다. 추가적으로 V/III ratio의 최적화를 통해 1.3 nm의 표면 거칠기를 갖는 InGaP layer를 얻을 수 있었다. ECV를 통해 Ge 하부셀의 pn접합 형성을 관찰한 결과 약 160 nm에서 접합이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 같은 성장 조건의 샘플을 1000 초 열처리 후에 접합깊이의 변화를 관찰한 결과 180 nm에서 접합이 관찰되었지만, GaAs의 arsenic에 의한 pn접합은 열처리 후에 그 깊이가 170 nm에서 300 nm로 증가 하였다. 따라서 삼중접합 태양전지의 제작 공정을 고려할 경우 phosphorus에 의한 접합 형성이 Ge 하부셀의 동작 특성에 유리할 것으로 판단된다.

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Improvement of Hong-Ou-Mandel Interference Visibility by Using a Single-Mode Optical-Fiber Photon Collector (단일모드 광섬유 집광기를 이용한 Hong-Ou-Mandel 간섭 가시도 향상)

  • Han, Sung-Wook;Kim, Heonoh;Seo, Joo Yeon;Kim, Myung-Whun
    • New Physics: Sae Mulli
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    • v.68 no.12
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    • pp.1374-1377
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    • 2018
  • We achieved 95% visibility in the Hong-Ou-Mandel interference experiment while we achieved only 56% visibility in a previous report. We used a 120 mW 405 nm single-mode continuous wave laser, a 5-mm-thick type-1 ${\beta}$-barium borate single crystal, standard Hong-Ou-Mandel interferometer optics, two avalanche photodiode single-photon counters, and a homemade coincidence counting unit. The photon collection unit was the key difference between the present study and the previous study. In the present experiment, we used single-mode optical fibers for photon collection, which suppressed accidental coincidence between-different mode photons by acting as a spatial filter because of its core size being much smaller than a multi-mode fiber.

Improvement of on-axis luminance by optimization of edge-lit backlight optic (LCD 에지형 백라이트 광학계의 휘도집광 효율 향상에 관한 연구)

  • Joo, Byung-Yun;Hong, Joo-Pyo
    • Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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    • 2009.10a
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    • pp.95-98
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    • 2009
  • This paper dealt with the design guide of the conventional edge-lit backlight optic with which the on-axis luminance could be increased by trying to improve the light condensing efficiency of a bright enhancement film (BEF). First, the general design guide concerned with the backlight optic was proposed, and then its validness was experimentally proved by conducting design examples with haze controls of both diffuse film and microdot material printed on the backside of the light guide plate. Experimental results showed that the variation range of the on-axis luminance by the present approach was about $5{\sim}9%$, which would be by no means negligible in the practical application.

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DVD-RAM용 고출력 반도체레이저

  • 대한전기협회
    • JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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    • s.257
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    • pp.78-82
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    • 1998
  • CD(Computer Disc) 의 약 7배의 용량을 가진 디스크와 그 관련기기가 시판되기 시작했다. DVD(Digital Versatile Disc), DVD-ROM이라는 이 기기는 디스크위에 집광되는 광스포트의 크기를 작게 하여 기록밀도를 높이기 위해, 대물렌즈의 NA,를 0.6으로 크게 하였고(CD에서는 NA가 0.45)광원이 되는 레이저의 파장도 650mm대로 단파장화(CD에서는 780nm)하였다. 이의 실현을 본격화하기 위해서는 DVD에 대응할 수 있는 대용량의 기록미디어와 장치가 필요하다. 이미 CD-R을 비롯한 몇 가지의 추기형, 서환형의 DVD-RAM 등이, 재생전용 DVD가 시판되기 이전부터 제안되어 규격화되었으며 미쓰비시전기에서도 그것에 조준을 맞추어 광원이 되는 고출력 반도체레이저의 개발과 제품화를 추진하여 온 것이다. 여기서는 다음에 제시하는 DVD-RAM용 반도체레이저에 대한 요구성능과 이를 실현하기 위한 방법 및 결과에 대하여 기술한다. $\cdot$파장 650nm대에서 30~50mW의 높은 광출력을 얻을 수 있는 활성층의 재료와 구조의 개발 $\cdot$60$^{\circ}C$의 고온에서도 동작전류 증가가 적은 활성층구조의 최적화 $\cdot$고온, 고출력의 장시간 동작에서도 발광부 단면의 열화를 방지 할 수 있는 단면 강화기술의 개발 동사는 이들 기?과 과제에 대하여 검토를 거듭한 결과 DVD-RAM광원에 적합한 고출력 반도체레이저(MLIxx6시리즈)의 제품화를 실현할 수 있었다.

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High Temperature Solar Gas Heating by a Compact Fluidized-Bed Receiver of Open-Type (개방형 유동층을 이용한 태양광 고온가스 가열장치의 연구)

  • Choi, Jun-Seop
    • Solar Energy
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    • v.12 no.1
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    • pp.95-102
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    • 1992
  • A small scale solar collector system composed of a Fresnel lens of $0.5m^2$ area as a solar concentrator and a compact fluidized-bed solar receiver was developed. Performance and temperature distribution in the fluidized bed receiver were measured using SiC for particles and air for working fluid. The maximum gas temperature was attained up to 1250K at this moment. In this study, energy efficiency achieved by the present experiment was high for the small scale solar collector system and compact receiver.

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Slim Tilt Actuator for High density Recording in Optical Disc (기록용 고밀도 광디스크를 위한 박형 틸트 구동기)

  • 정호섭;이호철;윤용한
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.378.1-378
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    • 2002
  • DVD, HD(High Density)-DVD등의 고밀도 광 디스크의 광 기록재생장치는 고 개구율(Numerical Aperature)의 대물렌즈로 집광 빔의 크기를 소형화하여 기록용량을 증대시키고 있다. 이 경우 광축과 광 디스크의 기록면에 대한 경사는 광학적인 수차가 발생되어 신호 레벨의 저하나 기록시의 피트(pit) 형성의 오류, Crosstalk등의 문제가 발생한다. 이를 극복하기 위해 직접 디스크의 경사에 따라 제어할 수 있는 픽업 구동기가 제안되어 왔지만 주로 Half Height(12.7mm)에 사용되는 틸트 구동기였으며 Slim(6.3mm)형 틸트 구동기는 제안되지 못하였다. (중략)

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18마일 이상급 고광도 LED 등명기 개발

  • Baek, Yeong-Seon;Kim, Gi-Won;Gwak, Geum-Su;Gang, Haeng-Geun;Jeong, Seong-Su
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2018.11a
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    • pp.133-135
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    • 2018
  • LED 기술의 발달은 LED를 광원으로 하는 기존의 등명기의 광달거리를 현저히 증가 시키게 되었다. 물론 이를 위해서는 발달된 LED광원 뿐만 아니라 이를 집광 시킬 수 있는 렌즈의 개발, 열에 취약한 LED의 방열을 해결 할 수 있는 방열 구조의 개발 등, 전체적인 기술 개발을 동반해야한 한다. 이를 적용한 고광도 등명기는 기존의 배후광이 심한 지역 및 육지초인 표지에 사용할 수 있으며, 이러한 제품의 개발은 국내 제품의 기술력 및 성능을 향상 시키고 이를 바탕으로 해외 시장에 진출할 수 있는 계기를 마련 할 수 있다.

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An Analysis of Heat Losses from Receivers for a Multifaceted Parabolic Solar Collector (접시형 태양열 집광시스템용 흡수기의 열손실 해석)

  • Ryu, S.Y.;Seo, T.B.;Kang, Y.H.
    • Solar Energy
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    • v.20 no.3
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    • pp.61-73
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    • 2000
  • Heat losses from receivers for a dish-type solar energy collecting system are numerically investigated. The analytical method for predicting conductive heat loss from a cavity receiver is used. The Stine and McDonald Model is used to estimate convective heat loss. Two kinds of techniques for the radiation analysis are used. The Net Radiation Method that is based on the radiation heat balance on the surface is used to calculate the radiation heat transfer rate from the inside surface of the cavity receiver to the environment. The Monte-Carlo Method that is the statistical approach is adopted to predict the radiation heat transfer rate from the reflector to the receiver. Based on the heat loss analysis, the performance of two different receivers for multifaceted parabolic solar collectors with several flat facets can be estimated, and the optimal facet size is obtained.

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Performance Prediction of a Solar Power System with Stirling Engine in Different Test Sites (설치장소에 의한 스털링엔진 태양열 발전시스템의 성능예측)

  • Kazuo Tsuchiya
    • Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.122-128
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    • 2001
  • The simulation analyses of a dish solar power system with stirling engine in this study are applied to system performance prediction if four different test sites; Seoul, Pusan and Cheju in Korea, and Naha in Japan. The effects of difference of concentrator type such as monolithic and stretched-membrane construction on system efficiency are also evaluated. The total amount of generated power for a year depends on the site. However the total maximum system efficiency in every site is approximately 16% and there isnt striking difference. It is also found that the maximum collector efficiency of stretched-membrane concentrator is about 3∼15% lower than that of the monolithic type.

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