• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.20 no.5
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• pp.666-672
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• 2011

In this paper, we describes the development of automatic inspection system for detecting the defects on photovoltaic wafer by using machine vision. Until now, The defect inspection process was manually performed by operators. So these processes caused the produce of poorly-made articles and inaccuracy results. To improve the inspection accuracy, the inspection system is not only configured, but the image processing algorithm is also developed. The inspection system includes dimensional verification and pattern matching which compares a 2-D image of an object to a pattern image the method proves to be computationally efficient and accurate for real time application and we confirmed the applicability of the proposed method though the experience in a complex environment.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.259-259
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• 2011

염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells:DSSC)는 환경 친화적이며, 저가의 공정에 대한 가능성으로 기존의 고가의 결정질 실리콘 태양전지의 경제적인 대안으로 각광을 받고 있다. 최근 염료감응형 태양전지는 투명 전도성 산화막(Transparent Conducting Oxide : TCO)으로 사용되는 Fluorine Tin Oxide (FTO)가 증착된 유리기판 위에 주로 제작된다. FTO는 낮은 비저항과 가시광선 영역에서 높은 투과도를 가지는 우수한 전기-광학적 특성을 갖지만, 비교적 공정이 까다로운 Chemical Vapor Deposition (CVD)법으로 제조하며, 전체 공정비용의 60%를 차지하는 높은 생산단가로 인해 현재 FTO를 대체할 재료개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO (Zinc Oxide)는 우수한 전기-광학적 특성과 비교적 저렴한 가격으로 새로운 TCO로써 주목받고 있다. ZnO는 넓은 energy band gap (3.4 [eV])의 육방정계 울자이트(hexagonal wurtzite) 결정 구조를 가지는II-VI족 n형 반도체 물질이며, III족 금속원소인 Al, Ga 및 In 등의 불순물을 첨가하면 TCO로서 우수한 전기-광학적 특성과 안정성을 나타낸다. 이들 물질중 $Zn^{2+}$ (0.060 nm)의 이온반경과 유사한 $Ga^{2+}$0.062 nm) 이온이 ZnO의 격자반경을 최소화 시킬 수 있다는 장점으로 최근 주목 받고 있다. 하지만 Ga-doped ZnO (GZO)의 경우 DSC에 사용되는 루테늄 계열의 산성 염료 하에 장시간 두면 표면이 파괴되는 문제가 발생하며, $TiO_2$ paste를 Printing 후 열처리하는 과정에서도 박막의 파괴가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 $TiO_2$ Blocking Layer를 GZO 투명전극 위에 증착하였다. 또한, $TiO_2$ Blocking Layer를 적용한 GZO 박막을 전면전극으로 이용하여 DSC를 제작하여 효율을 확인하였다. 2wt%의 $Ga_2O_3$가 도핑된 ZnO 박막은 20mTorr 400$^{\circ}C$에서 Pulsed Laser Deposition (PLD)에 의해 성장되었고, $TiO_2$박막은 Ti 금속을 타겟으로 이용하여 30mTorr 400$^{\circ}C$에서 증착되었다. Scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용한 박막 분석 결과 $TiO_2$가 증착된 GZO 박막의 경우 표면 파괴가 일어나지 않았다. Solar Simulator을 이용하여 I-V특성 측정결과 상용 FTO를 사용한 DSC 수준의 효율을 나타내었다. 이에 따라 Pulsed Laser Deposition을 이용해 제작된 GZO 기판은 $TiO_2$ Blocking Layer를 이용하여 표면 파괴를 방지할 수 있었으며, 이는 향후 염료감응형 태양전지의 투명전극에 적용 가능 할 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 2003.04a
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• pp.170-174
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• 2003

태양광발전은 수소에너지, 풍력발전 등과 더불어 화석에너지를 대신하여 전기생산을 할 수 있는 미래의 무공해 청정에너지 자원으로 주목받고 있다. 태양광 이용은 화석에너지에 비하여 경제성이 미흡하여 보급에 많은 애로가 있었으나 근래 지속적인 연구개발로 인하여 경제성확보에 많은 성과가 있었고 또 환경오염에 대한 대체에너지 개발에 대한 사회전반에 걸친 폭 넓은 이해를 바탕으로 이용분야를 점차 확대하고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.241-242
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• 2009

다결정 실리콘 태양전지는 생산단가가 싸고 대면적화가 가능하여 상용화에 적합한 대안으로 제시되어 활발히 연구되고 있다. 그러나 다결정 실리콘 기관은 단결정에 비하야 B, P를 포함한 불순물이 많고 dialocation, twin, grain boundary 등의 결정 결함이 많아 비저항을 떨어뜨린다. 본 연구에서는 금속실리콘(99.9% Sl)을 태양광 급 고 순도 실리콘정녈하기 위하여 E-beam 용융 시 균일한 열전달 방법을 전산모사 하였다. 또한 소량의 반응성 가스($O_2$, $H_2$, $H_2O$)를 공급하는 경우 B와 P가 휘발성이 강한, BO, PO등으로 변하는 경우 QMS(Quadrupole mass spectrometer)로 검출가능 할 것인지 계산하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.10
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• pp.1049-1054
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• 2012

Continued advancements in organic materials have led to the development of organic devices that are thin, flexible, and lightweight and that can potentially be used as low-cost energy-conversion devices. While these devices have many advantages, the environmentally induced degradation of the active materials and the low-work-function electrodes remain a valid concern. Hence, many vacuum deposition processes have been applied to develop low-permeation barrier coatings. In this work, we present the results pertaining to the developed thin-film encapsulation. Multilayer encapsulation involves the use of $SiO_x$ or $SiN_x$ with parylene. The effective water vapor transmission rates were investigated using a Ca-corrosion test. The integration of the developed barrier layers was demonstrated by encapsulating pentacene/$C_{60}$ solar cells, and the results are presented.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.55 no.2
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• pp.279-282
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• 2011

Dye-sensitized solar cell (DSSC); an alternate energy source harvester has gained some attractive features such as high-energy conversion efficiency low production cost. Dye-sensitizer is a basic component of DSSC, which affecting the performance of the energy conversion efficiency. Current research has been focusing on development of high efficiency, metal-free dye-sensitizers, which would be more environmental friendly. We had successfully explored synthetic route to 6,6'-(1,2,5-oxadiazole-3,4-diyl)dipyridine-2,4-dicarboxylic acid (3A) which has been used as organic sensitizer. Investigation of light conversion efficiency (${\eta}$) of the compound uses standard measurement condition (one sun simulated irradiation, AM 1.5, 100 mW/$cm^2$) showed that it could reach 1.00% ($J_{SC}=2.63\;mAcm^{-2}$, $V_{OC}$=0.64 V and FF=0.59). Under the same conditions, the ruthenium complex (N719) gave the conversion efficiency as high as 4.02%($J_{SC}=10.50\;mAcm^{-2}$, $V_{OC}$=0.67V and FF=0.57).

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.2
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• pp.173-178
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• 2012

Currently, active research is being performed on printing of electronic devices such as RFID devices, flexible displays, solar cells, and e-paper. This technique has several advantages over existing technologies such as lithography and etching. In particular, RFID devices, flexible displays, solar cells, and e-paper require flexibility and a mass production system. Thus, attention is being focused on the roll-to-roll process. High quality should be guaranteed in the roll-to-roll printed electronics systems, and good thickness and roughness qualities must be ensured. Experimental design was applied to this problem to analyze the main effects and interaction effects of various factors. Matching technology between the nip roll characteristics and the quality of the print pattern in roll-to-roll printed electronics systems was proposed to improve the printing quality.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.84.1-84.1
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• 2010

Currently, new and renewable energy come into the spotlight, such as solar energy, wind power, fuel cell, hybrid car etc., due to the energy resource is being depleted. Especially, in order to solve like this problem, the study of solar cell manufacturing systems are being extensively researched such as vacuum process. But the major fault of the vacuum process are its expensive production price. On the order hand, Roll-to-roll printing system, the new technology of solar cell manufacturing, has low production price compare with the vacuum process. Also roll-to-roll printing system can decrease the 95% of waste water and 99.9% of harmful gasses than the vacuum process. So we addressed the roll to roll printing system for the flexible solar cell by using printing technology. This roll-to-roll printing system is comprised of various modules, such as web handling module, fine pattern printing module, dry/curing module, uniform coating module and laminating module etc.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.57-60
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• 2009

The conductive coating method was used for a various industrial fields. For example, Sputtering process is using to a coat of ITO layer in LCD or OLED panel manufacture process and fabricate a base layer of substrate of an electric printing device. However, conventional coating process (beam sputtering, spin coating etc.) has a problems in the industrial manufacturing process. These processes have a very high cost and critical manufacturing environment as a vacuum process. Recently, many researchers were proposed a various printing process instead of conventional coating process. In this paper, we propose an ESD printing process in ITO coating layer and apply to fabricate a conductive coating film. Ours transparent electrode had a surface resistance of about $66{\Omega}/{\square}$ and transparent of 74% in the wavelength of 500nm. This transparent electrode manufacturing process will be applied to Roll-to-Roll process. In addition, we developed roll printing process system for the next generation flexible solar cell.