• 신재생에너지
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• 제1권1호
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• pp.8-14
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• 2005

태양전지는 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 반도체 소자로서 발전시 CO2 가스를 발생하지 않고 에너지원인 태양광에너지의 자원이 무한하다는 점에서 진정한 의미의 신$\cdot$재생 에너지라고 할 수 있다. 또한 발전 규모를 소규모 주택용에서부터 대규모 발전용까지 다양하게 할 수 있고 기계장치가 필요하지 않아서 유지 보수가 필요 없고 수명이 길다는 장점이 있다. 그동안의 연구개발에도 불구하고 국내에서 생산되는 발전 시스템의 단가는 선진업체에 비해서 여전히 비싸다는 문제점이 있다. 따라서 국내 산업을 보호하면서 태양전지를 대량으로 보급하기 위해서는 상대적으로 경쟁력이 있는 분야에 연구개발을 집중하고 국산 제품의 보급이 원활히 될 수 있는 환경을 조성하는 일이 아주 중요하다고 생각된다. 장기적으로는 국내 보급시장을 발판으로 태양전지를 반도체, 디스플레이 이후의 핵심 산업으로 성장시켜 수출 산업에 기여할 수 있도록 해야 한다. 본 논문에서는 국내의 태양광 보급과 기술개발 현황 및 기술 수준을 알아보고 정부의 태양광 보급목표 달성을 위한 전략과 산업화 전략에 대해서 기술하였다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.3-18
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• 2008

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.596-596
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• 2013

본 연구에서는 Carbon nanotube 용액을 brush-painting 시스템을 이용하여 유연성 있는 PET 기판 위에 고품위의 플렉시블 투명전극을 제작하였다. CNT 박막의 두께에 따른 특성을 알아보기 위해 brushing 횟수를 증가시켜 UV/Vis Spectrometry, four-point probe 및 Hall measurement를 이용하여 전기적, 광학적특성을 알아보았다. 최적조건인 bilayer의 CNT 박막은 244 Ohm/sq.의 면 저항과 550 nm에서 68％의 투과도를 얻을 수 있었다. CNT 박막의 기계적 응력에 따른 전기적 안정성을 알아보기 위해 bending test를 진행하였다. 10,000번 구부려도 저항의 변화가 거의 없어 이 박막이 플렉시블한 소자에 적합하다는 것을 알았다. 유기태양전지의 적용 가능성을 알아보기 위해 CNT 박막을 유기태양전지의 anode 층으로 적용하여 1.6％ (VOC: 0.566(V), $J_{SC}$: 7.118(mA/$cm^2$), Fill Factor: 40.49(％))의 효율을 얻어 유기태양전지 소자의 적용 가능성을 알았다. 최종적으로 실험에서 성막된 CNT 박막은 기존의 CVD공정과 같은 복잡한 공정 대신에 쉽고 간편하게 고품위의 flexible brush-painting Carbon nanotube (CNT) 투명전극을 제작 하여 플렉시블한 유기태양전지 소자의 가능성을 알아보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.210-210
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• 2012

Ge 기판을 이용한 GaInP/GaAs/Ge 삼중접합 태양전지는 43.5%의 높은 광전효율을 기록하고 있으며, 이를 지상용 태양광 발전시스템에 이용하려는 연구가 진행 중이다[1]. 그러나, 이러한 다중접합 태양전지는 셀 제작 비용에 있어 Ge기판의 가격이 차지하는 비중이 높고 대면적 기판을 이용하기 힘든 단점이 있다. 한편, 무게, 기계적 강도와 열전도도 측면에서 Si 기판은 Ge 기판에 비해 장점이 있다. 아울러, 상대적으로 낮은 가격의 대면적 기판을 사용할 수 있기 때문에 Si 기판으로 Ge 기판을 대체할 경우 다중접합 태양전지의 높은 제작 비용을 낮추는 효과도 기대할 수 있다. Si 기판의 장점을 취하며 고효율 태양전지를 제작하기 위해, 이번 실험에서 우리는 Ge 에피층이 성장된 Si 기판 위에 GaAs 태양전지를 제작하였다. GaAs, GaInP와 비슷한 격자상수를 갖고 있는 Ge과 달리, Si은 이들 물질(GaAs, GaInP)과 4%의 격자상수 차이를 갖고 있으며 이로 인해 성장과정에서 관통전위가 발생하게 된다. 이러한 관통전위는 소자의 개방전압을 감소시키는 원인으로 작용한다. 실제로 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지에서 관통전위 밀도에 따른 개방전압 감소를 확인할 수 있었다. 관통전위로 인한 영향 이외에, Si 기판위에 제작된 태양전지에서는Ge 기판 위에 제작된 태양전지에 비하여 낮은 fill factor가 관찰되었다. 이것은 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지가 높은 직렬저항을 가지고 있기 때문이다. 따라서 이번 실험에서는 Si 기판 위에 제작한 GeAs/Ge 이중접합 태양전지의 직렬저항의 원인을 전산모사와 실험을 통하여 규명하였다. TCAD (APSYS-2010)를 이용한 전산모사 결과, Si 기판의 낮은 불순물 농도 ($1{\times}10^{15}/cm^3$)에 따른 직렬저항의 원인으로 파악되었으며, 전류-전압 특성을 측정하여 실험적으로 이를 확인하였다. 이러한 직렬저항 성분을 줄이기 위하여 Si 기판의 p형 불순물 농도가 전류 전압 특성 곡선에 미치는 영향을 전산모사를 통하여 알아보았으며, Si 기판의 불순물 농도가 $1{\times}10^{17}/cm^3$ 이상으로 증가할 경우, 직렬저항 성분이 크게 감소 하는 것을 전산모사 결과로 예상할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.1039-1048
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• 2013

일반적으로 벅 컨버터 제어기는 컨버터의 출력 전압을 제어하도록 설계하지만, 태양광발전시스템에서의 벅 컨버터 제어기는 설계 방식을 달리 구분해야 한다. 본 논문에서는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)을 위하여 벅 컨버터의 입력 전압(태양광전지의 출력 전압)을 제어한다고 가정하였다. 또한, 컨버터의 입력 전압을 제어하기 위한 새로운 벅 컨버터 모델을 제시한다. 이 컨버터 모델은 최대전력점(MPP)에서 동작점을 두어 선형화한 태양광전지의 모델을 포함하며, 모델의 타당성을 검증하기 위하여 대신호와 소신호로 나누어 분석한다. 또한 일반적인 선형제어기를 설계하였을 때, 제어 가능성을 분석하여 검증한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.155-158
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• 2005

소규모 독립형 태양광 발전시스템은 최근 대체에너지에 대한 관심이 증가되면서 다양한 형태의 응용제품이 만들어지고 있다. 그러나 설계방법이 체계화되지 않아 태양전지 및 배터리가 필요이상으로 크게 설계되거나 반대로 너무 작게 설계되어 동작이 불안정해지고 잦은 고장의 원인이 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 소규모 독립형 태양광발전 시스템의 설계를 위해 태양전지 및 배터리의 용량산정방법과, 부하특성을 고려하여 안정적인 시스템을 설계하기 위한 방안을 제시하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.48-49
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• 2017

태양광 발전 시스템 구현에 있어 가장 큰 문제점 중 하나는 불균일한 태양빛 조건에서의 전체 시스템 발전량 감소이다. 이를 해결하기 위해 module-integrated converter (MIC), dc optimizer, differential power processing (DPP) 등 다양한 컨버터가 연구되고 있다. 그 중에서도 DPP 컨버터는 낮은 전력변환 손실로 높은 시스템 효율을 얻을 수 있어 최근 많은 주목을 받고 있다. 보통 그리드 연결형 태양광발전 시스템에 적용되는 직렬 DPP의 경우, 이미 많은 연구가 진행되고 있지만, 병렬 DPP의 경우 아직 많은 연구가 필요한 상황이다. 본 논문에서는 front-end 컨버터의 존재 유무에 따른 두 가지 병렬 DPP 컨버터 배열을 비교 분석 하였다. Front-end 컨버터가 적용된 병렬 DPP 컨버터 배열의 경우, dc 전압과 태양전지의 전압 차이를 최소화해 전력 변환 손실을 감소시킬 수 있지만, front-end 컨버터에서 추가적인 전력 변환 손실이 발생한다. Front-end 컨버터가 없는 경우, dc 전압과 태양전지의 전압차이가 커 DPP 컨버터에서 발생하는 전력 변환 손실이 커진다. 따라서 주어진 조건 아래 효율적인 병렬 DPP 컨버터 디자인을 위한 가이드라인을 본 논문에서 제시하고자 한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.1-10
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• 2003

옥외 조명 시스템의 응용으로 두 가지 태양광설비(PV) 조명방식에 저압나트륨 램프(low pressure sodium: LPS)와 무전극 램프(electrodeless lamp)를 부하로 한 조명설비 시스템을 설계·제작·설치하며, 전지 수명을 고려한 감시 목적으로 데이터 수집에 유효한 랩뷰(Labview) 프로그램을 사용하였다. 설치된 PV 시스템에서 태양전지 배열로부터 만들어진 전원 및 그것의 최대 출력에 비교된 에너지 손실을 실험하였고, PV 시스템 개체구성 요소들의 성능을 관찰하였으며, 설치된 PV 조명방식들의 성능을 분석한 후, 태양전지 배열 음량을 줄이는 가능성에 대한 태양광 조명설비 동작특성에 대해 고찰하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.133-134
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• 2012

태양광 발전 시스템은 계통 전원을 공급받지 못하는 도서 지역이나 산간 지역 등에서 배터리 등의 에너지 저장장치를 연계하여 독립적으로 부하에 전력을 공급할 수 있다. 둘 이상의 태양광 패널을 이용해 독립 운전시에 에너지 발전률을 높이기 위해서는 전력 조절기 출력단의 DC 링크의 전압을 일정하게 유지시켜줄 태양광 패널과 MPPT 동작을 수행하는 패널 간의 상호 간섭에 대해서 고려하여야 한다. 본 논문에서는 두 개 이상의 태양광 모듈을 이용한 독립운전 시스템에서 안정된 DC-링크 전압동작을 보장하는 태양광 패널 및 전력 조절기의 설계 및 해석을 위해 태양전지 제어를 위한 태양전지 특성과 전력조절기의 제어 특성에 대해 알아보고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.772-776
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• 2011

개발 중인 중형 전기추진 무인기는 전력원으로 태양전지, 연료전지, 이차전지를 사용한다. 전력변환기 및 컨버터를 없이 전압 매칭을 통해 전력원을 선정하고 단품시험을 수행하였다. 여러 종류의 전력원을 통합하여 사용함에 따른 각 전력원 별 특성파악 및 에너지 사용 비율을 정량적으로 평가하기 위해 5시간 지상통합시험을 수행하였다. 그 결과 배터리는 시동 및 과도상태에서 다른 동력원에 비해 빠른 출력반응을 보였으며, 연료전지와 태양전지는 순항영역에서 주 전력 공급원의 역할을 수행함을 확인하였다. 사용한 에너지 비율은 연료전지, 태양전지, 배터리가 각각 68%, 29%, 2.5%임을 알 수 있었다.