• 제목/요약/키워드: 태양광전지

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직류 대체에너지 활용을 위한 Z-원 인버터 제어 (The Control of Z-Source Inverter for using DC Renewable Energy)

  • 박영산;배철오;남택근
    • 해양환경안전학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.169-172
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    • 2007
  • 본 논문은 Z-형 컨버터와 수정된 공간벡터 PWM인버터로 구성된 분산전원시스템의 회로모델과 제어 알고리즘을 보여주고 있다. Z-형 컨버터는 수동소자인 L과 C로 간단히 구성되어 있으며 인버터의 상하 양 소자가가 동시에 도통되도록 하는 구간을 이용해 승압을 함으로써 기존의 DC/DC 변환기와는 다른 형태를 취하고 있다. 점근 관측기를 이용한 이산시간 슬라이딩모드제어를 통해 전류제어를 함으로써 센서수를 줄이고 제어성능을 개선하였다. 대체에너지로 관심이 많은 태양광이나, 연료전지 그리고 소형 풍력발전으로부터 생산된 직류 에너지를 상용으로 사용할 수 있도록 하는 전력변환기로써 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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용액 전구체의 닥터블레이드 코팅 및 셀렌화 열처리를 통한 CuInSe2 박막 태양전지용 광흡수층 제조 (Fabrication of CuInSe2 Absorber Layers for Thin Film Solar Cells by Doctor Blade Coating and Selenization using Solution Precursor)

  • 김재웅;안세진;윤재호;이정철;윤경훈
    • 한국재료학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.294-297
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    • 2008
  • In this paper, a novel non-vacuum technique is described for the fabrication of a $CuInSe_2$ (CIS) absorber layer for thin film solar cells using a low-cost precursor solution. A solution containing Cu- and Inrelated chemicals was coated onto a Mo/glass substrate using the Doctor blade method and the precursor layer was then selenized in an evaporation chamber. The precursor layer was found to be composed of CuCl crystals and amorphous In compound, which were completely converted to chalcopyrite CIS phase by the selenization process. Morphological, crystallographic and compositional analyses were performed at each step of the fabrication process by SEM, XRD and EDS, respectively.

신재생에너지 단독주택 모델 냉방운전의 선형계획법 기반 운전 최적화 연구 (Optimal Cooling Operation of a Single Family House Model Equipped with Renewable Energy Facility by Linear Programming)

  • 신영기;김의종;이경호
    • 설비공학논문집
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    • 제29권12호
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    • pp.638-644
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    • 2017
  • Optimal cooling operation algorithm was developed based on a simulation case of a single family house model equipped with renewable energy facility. EnergyPlus simulation results were used as virtual test data. The model contained three energy storage elements: thermal heat capacity of the living room, chilled water storage tank, and battery. Their charging and discharging schedules were optimized so that daily electricity bill became minimal. As an optimization tool, linear programming was considered because it was possible to obtain results in real time. For its adoption, EnergyPlus-based house model had to be linearly approximated. Results of this study revealed that dynamic cooling load of the living room could be approximated by a linear RC model. Scheduling based on the linear programming was then compared to that by a nonlinear optimization algorithm which was made using GenOpt developed by a national lab in USA. They showed quite similar performances. Therefore, linear programming can be a practical solution to optimal operation scheduling if linear dynamic models are tuned to simulate their real equivalents with reasonable accuracy.

원자층 증착법으로 증착한 Al을 도핑한 ZnO 박막의 특성평가 (Characterization of Al-doped ZnO Thin Films by Atomic Layer Deposition)

  • 신웅철;최규정
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.175-175
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    • 2008
  • 투명전극으로 사용되고 있는 Indium tin oxide (ITO) 박막은 전기적 전도도와 기판과의 접확성, 화학적 안정성, 광투과율 등의 특성과 함께 우수한 전기 광학적 거동을 보이고 있다. 그러나 ITO는 고가의 재료이기 때문에 대체 투명전극으로 Al을 도핑한 ZnO 박막의 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO:Al 박막은 chemical vapor deposition, reactive magnetron sputtering, electron-beam evaporation, pulsed laser deposition 등의 당양한 방법을 이용하여 증착하였다. 그러나 최근 낮은 온도에서 대면적의 균일성과 우수한 특성 때문에 atomic layer depositon (ALD) 방법을 이용하여 많은 연구가 진행되고 있으며, 이런 투명전극은 태양전지를 위해 연구되어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 ALD 방법으로 Al의 도핑 양을 조절하여, ZnO:Al 박막을 제조하여 그 특성을 평가하고, 또한 ZnO TFT를 제작하여 발표하고자 한다. ZnO와 ZnO:Al 박막은 실리콘과 유리 기판 위에 ALD (Lucida-D200, NCD Technology) 장치로 증착하였다. DEZn, TMA, $H_2O$는 ZnO와 ZnO:Al 박막을 증착하기 위한 전구체와 반응가스로 사용하였다. 증착된 박막은 XRD와 HRTEM을 이용하여 결정구조와 미세구조를 분석하였다. AFM과 4-point probe를 이용하여 증착된 박막의 표면 거칠기와 면저항을 관찰하였다. semiconductor parameter 분석기를 이용하여 제작된 ZnO TFT를 평가하였다.

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DC-sputtering으로 증착한 IZO 박막의 열처리 온도에 따른 구조적 특성

  • 김준호;문진영;김형훈;이호성;한원석;조형균;김흥승
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.468-468
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    • 2008
  • IZO(Indium zinc oxide) 박막은 화학적으로 안정하면서, 가시광 영역 (380~780 nm)에서 80% 이상의 높은 투과도와 낮은 전기비저항, 3.5 eV 이상의 넓은 밴드갭 특성을 가진다. IZO 박막의 이러한 특성 때문에 평판표시소자 (Flat Panel Display; FPD) 및 태양전지와 같은 광전소자들의 차세대 투명전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide; TCO) 박막 재료로 주목 받고 있다. 특히 평판표시소자(FPD)들의 고해상도, 대면적화 및 경량화로 인해 투명전극용 박막의 고품위 특성이 요구되고 있다. 현재 투명 전극으로 널리 사용되고 있는 고가의 ITO(indium tin oxide)를 대체할 다성분계 산화물 투명 전극 중에서 투광성과 전기전도도가 좋은 IZO 박막에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 IZO 박막의 광학적, 전기적 특성은 박막 내의 조성 차이와 미세구조에 의해 결정된다. 따라서 고품위의 IZO 박막 형성을 위해서 결정구조와 미세구조에 대한 분석이 필수적이다. 본 연구에서는 Si(100) 기판 위에 DC-sputtering으로 증착한 IZO 박막의 열처리 온도에 따른 구조적 특성을 알아보기 위해 300~$600^{\circ}C$ 공기분위기에서 1시간 동안 열처리 하였다. 표면 형상(surface morphology)은 원자현미경(AFM). 결정구조는 X-선 회절(XRD)로 분석하였고, 미세구조는 투과전자현미경(TEM)으로 관찰하였다.

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DC 마이크로그리드의 동작분석을 위한 하드웨어 시뮬레이터 개발 (Development of Hardware Simulator for Operation Analysis of DC Microgrid)

  • 이지헌;김원용;김종원;한병문
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.577-586
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    • 2011
  • 본 논문에서 DC 마이크로그리드의 동작분석을 위한 하드웨어 시뮬레이터의 개발에 관해 기술하고 있다. 이 하드웨어 시뮬레이터는 분산전원으로 풍력발전, 태양광 발전, 연료전지를, 그리고 에너지저장으로 슈퍼커패시터, 배터리를 포함하고 있다. 또한 전체시스템의 에너지관리와 상태모니터링을 수행하는 중앙제어기를 포함하고 있어 이더넷을 기반으로 한 통신을 통해 각 분산전원과 에너지저장에 탑재된 하위제어기와 연계되어있다. 개발한 하드웨어 시뮬레이터는 실제 상황을 고려한 DC 마이크로그리드의 성능분석에 활용될 것으로 기대된다.

Si 태양전지에서 SiO2 광반사 방지막의 처리 효과 (Effect of SiO2 Antireflection Coating on the Si Solar Cell)

  • 장지근;임용규;황용운;조재욱
    • 한국재료학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.152-156
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    • 2004
  • We have studied the effective optical absorption power of Si solar cell with $SiO_2$-antireflection layer based on a mathematical modelling of AM(air mass)1 spectrum and Si refractive index in the wavelength range(0.4 $\mu\textrm{m}\leq$λ$\leq$$0.97\mu\textrm{m}$). The effective optical absorption power obtained from the theoretical calculation was 450 and 520 W/$\m^2$ for the Si solar cells with $SiO_2$-antireflection layer of 500$\AA$ and 1000$\AA$, respectively. The optimum thickness of $SiO_2$-antireflection layer showing the minimum reflection loss was about 1000$\AA$ in the computer simulation. Two kinds of Si solar cells named EBS(500$\AA$) and EBS(l000$\AA$) were fabricated to evaluate the effect of $SiO_2$-antireflection layer thickness on the optical absorption. The epitaxial base Si cell with $SiO_2$-antireflection layer of 1000$\AA$ [EBS(l000$\AA$)] showed the output power improvement of about 15% upon the EBS(500$\AA$) cell due to larger absorption of effective optical power under illumination of AM1, 1 sun.

고속도로 소음의 전기에너지 발생원으로의 이용 가능성에 관한 기초연구 (A Fundamental Study on Feasibility of The Noise on Express Highway As Electrical Power Source)

  • 박중신
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.96-103
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    • 2009
  • 신 재생에너지원은 풍력, 태양 광, 연료전지가 대표적이다. 그러나 고속도로 또는 도로변에서 자동차의 바퀴와 도로 바닥과의 마찰로부터 발생하는 마찰 소음 역시 전기를 발생시킬 수 있는 재생에너지원으로 사료되어 다양한 재생에너지원의 개발 차원에서 연구하게 되었다. 자동차의 차종(중량), 속도, 이격거리 등에 따른 소음의 크기와 파형의 차에 따라 전기에너지의 발생량에 영향을 주었다. 고속도로에서 트럭이 시속 100[km], 측정거리 6[m]에서 최대전압 0.53[V], 최대출력 0.028[W]의 전기에너지를 얻었다.

APCVD법으로 성장된 $TiO_2$ 박막의 광학적 특성 (Optical Property of $TiO_2$ Thin Film growing by Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)

  • 심유미;이광수;이준신
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.212-213
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    • 2007
  • $TiO_2$ 박막은 좋은 내구성 전기적 특성과 함께 가시광선 영역에서의 높은 투과율, 높은 굴절률을 나타내어 태양전지의 반사 방지막, TFT 절연막, 광학적 필터에 쓰이는 다층 광학적 코팅 재료 등에 쓰이며 높은 이용가치로 인해 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 $200^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$까지 증착 온도를 변화시키며 $TiO_2$ 박막을 제조할 때 나타나는 광학적 특징 변화에 대한 연구를 수행하였다. 온도가 증가할수록 굴절률은 커지고 $TiO_2$, 박막안의 기공과 결함의 비율은 감소하였다. 광투과율은 UV범위 이후에서 급격한 증가를 보였으며 온도가 증가함에 따라 흡수단이 긴 파장쪽으로 이동하였다. 흡수단의 증가는 광학적 밴드갭과 연관되며 온도가 증가할수록 광학적 밴드갭은 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

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다양한 기판에 FTS(Facing Target Sputtering)방법으로 제작된 AZO박막의 광전 특성에 관한 연구

  • 야오리타오;서성보;김화민
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.176.1-176.1
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    • 2013
  • TCO (Transparent Conductive Oxide)는 투명 전도성 산화물 높은 투과율과 낮은 비저항 가지고 있어서 최근 사용된 평판디스플레이 LCD(liquid crystal display), PDP (Plasma Display Panel), OLED (Organic Light Emitting Display) 에 많이 사용되고 있다. 현재 양산화 되고 있는 ITO (Indium tin Oxide)는 좋은 전도율과 높은 투과율로서 가장 많이 쓰인다. 하지만 ITO중에 Indium Oxide는 치명적인 독성을 가지고 있으며 In의 저장량이 적어 시간이 갈수록 가격이 비싸지는 등 여러 가지 단점을 가지고 있다. 그것에 비해 AZO (aluminum-doped zinc oxide)는 독성이 없고 가격도 저렴하여 ITO의 단점을 보완 할 수 있는 물질이다. AZO 증착은 현재 sol-gel, CVD(chemical vapor deposition), Sputter, 등으로 사용되고 있으며 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 본 실험에서는 PEN 기판을 사용하였으며, 플라즈마의 열적 데미지로 인한 기판의 변형 등 여러 가지 문제를 해결하기 위하여 박막의 열적 변형이 적고, 고밀도 플라즈마로 양질의 박막 증착이 가능한 FTS (Facing Target Sputtering)방법을 사용하여 AZO박막을 증착시키고 구조적, 전기적, 광학적인 특성을 평가 하였다. 측정 분석 결과 AZO는 가시광 영역에 높은 투과율이 요구되는 Flexible display 표시장치와 OLED, PDP, 유기태양전지 등 많은 영역에 사용이 가능 할 것이라 사료된다.

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