본 연구에서는 태양전지 설계를 위해 기존의 반도체소자 simulation에 사용되고 있는 Silvaco TCAD tool을 사용하여 p+ boron emitter의 특성분석 실험을 하였다. 변수로는 emitter의 농도와 접촉저항 이 두 가지 놓고 표면 재결합과 의 영향을 염두에 두고 실험을 하였다. 농도는 $1{\times}10^{17}\;cm^{-3}$에서 $2{\times}10^{22}\;cm^{-3}$까지 두었고, 각각의 농도에 해당되는 contact 저항을 설정하여 전기적 특성을 보았다. 실험 결과 두 가지 변수를 모두 입력하였을 때 처음에 Isc가 조금씩 올라가다가 $1{\times}10^8\;cm^{-3}$에서 가장 높았고 그 이후에는 표면 재결합이 커지면서 Isc가 계속 떨어졌다. 하지만 contact 저항으로 인해 가장 높은 효율은 $1{\times}10^9\;cm^{-3}$ 부근에서 보였다. 농도에 따라 표면 재결합과 contact 저항이 서로 반대로 변하기 때문에 emitter를 표면 재결합이 늘어남에도 불구하고 contact 저항으로 인해 비교적 고농도로 doping 해야만 했다. 하지만 우리가 준 contact 저항은 농도에 따라 생긴 저항으로 실제 전극의 contact 저항은 훨씬 더 클 것으로 예상되고 이로 인해 더 고농도의 doping이 필요하게 된다. 그렇게 된다면 표면의 재결합으로 인한 손실은 더 크게 되어 전체적으로 효율은 떨어진다. 우리는 이 손실을 보완하고 줄이기 위해 selective emitter 개념을 넣어 이에 대한 영향은 보았다. selective를 하지 않은 $1{\times}10^{19}\;cm^{-3}$의 doping 농도의 가장 높은 효율을 보인 기존의 emitter와 전극 부분을 제외한 표면은 $1{\times}10^{18}\;cm^{-3}$으로 하고 전극 부분의 emitter는 $2{\times}10^{20}\;cm^{-3}$으로 한 selective emitter를 비교해보았다. 이는 selective emitter가 기존 emitter에 비해 Isc와 Fill Factor로 인해 효율이 약 0.7% 정도 높았다.
The two key variables of an Si solar cell, i.e., emitter (n-type window layer) and base (p-type substrate) doping levels or concentrations, are studied using Medici, a 2-dimensional semiconductor device simulation tool. The substrate is p-type and 150 ㎛ thick, the pn junction is 2 ㎛ from the front surface, and the cell is lit on the front surface. The doping concentration ranges from 1 × 1010 cm-3 to 1 × 1020 cm-3 for both emitter and base, resulting in a matrix of 11 by 11 or a total of 121 data points. With respect to increasing donor concentration (Nd) in the emitter, the open-circuit voltage (Voc) is little affected throughout, and the short-circuit current (Isc) is affected only at a very high levels of Nd, exceeding 1 × 1019 cm-3, dropping abruptly by about 12%, i.e., from Isc = 6.05 × 10-9 A·㎛-1, at Nd = 1 × 1019 cm-3 to Isc = 5.35 × 10-9 A·㎛-1 at Nd = 1 × 1020 cm-3, likely due to minority-carrier, or hole, recombination at the very high doping level. With respect to increasing acceptor concentration (Na) in the base, Isc is little affected throughout, but Voc increases steadily, i.e, from Voc = 0.29 V at Na = 1 × 1012 cm-3 to 0.69 V at Na = 1 × 1018 cm-3. On average, with an order increase in Na, Voc increases by about 0.07 V, likely due to narrowing of the depletion layer and lowering of the carrier recombination at the pn junction. At the maximum output power (Pmax), a peak value of 3.25 × 10-2 W·cm-2 or 32.5 mW·cm-2 is observed at the doping combination of Nd = 1 × 1019 cm-3, a level at which Si is degenerate (being metal-like), and Na = 1 × 1017 cm-3, and minimum values of near zero are observed at very low levels of Nd ≤ 1 × 1013 cm-3. This wide variation in Pmax, even within a given kind of solar cell, indicates that selecting an optimal combination of donor and acceptor doping concentrations is likely most important in solar cell engineering.
거의 모든 우주 환경에서 태양전지 열화는 양성자에 의해 좌우된다. 정지궤도는 전자 방사선 벨트에 위치하지만 태양 이벤트에서 방출된 양성자는 여전히 태양전지 열화의 주된 요소이다. 2010년 6월 26일 천리안 1호가 발사된 이후로, 2012년 1월 23일에서 29일 그리고 2012년 3월 7일에서 14일에 다년 평균 관측 수준의 약 30배 이상의 플루언스를 갖는 양성자 이벤트가 관측되었다. 본 논문은 2012년 1월과 3월에 발생한 태양 양성자 이벤트에 의해 감시 셀의 개방회로 전압(Voc)과 션트 스위치에 연결된 한 섹션의 단락회로 전류(Isc)에 대한 태양전지 열화에 대해 연구한다. 태양전지의 성능을 평가하기 위해 전압과 전류의 비행 데이터는 온도, 지구-태양 거리, 태양 각도로 보정한 후 임무 초기 태양전지 특성과 비교한다. Voc 전압은 2012년 1월 양성자 이벤트 이전과 비교하여 2012년 3월 양성자 이벤트 이후에 약 23.6mV 감소되었다. 감소된 Voc 전압은 임무 초기값 2575mV에 대해 1% 미만이다. Isc 전류는 예상대로 2012년 3월 양성자 이벤트에서 무시할 정도로 감소되었다.
본 논문에서는 메디치 프로그램을 사용하여 반사방지막(ARC : anti reflectance coating) 두께에 따라 실리콘 솔라셀의 전기적 특성분석을 보여준다. ITO 투명전극으로 이루어지는 ARC를 이용한 실리콘 솔라셀의 메쉬구조를 구축하고 ARC 두께에 따른 특성해석 모델링을 실시하였다. ARC 산화층의 두께가 30 nm, 60 nm. 90 nm일 때 입사광의 파장에 따른 외부 수집 효율성, 투과율, Isc, Voc, I-V 특성 변화 등을 구하였다. 시뮬레이션 결과 60 nm의 반사방지막 두께에서 최대전력 22 mW/$cm^2$, 0.83의 곡선 인자를 보였다.
Previous studies have been focused on the voltage of Bypass diode and Isc(Short Circuit Current) of the influenced solar cell. The Bypass diode starts working when it gets the reverse applied voltage. Previous studies have only concentrated on Isc of the influenced solar cell and Imp of PV module to explain the bypassing performance. PV module is usually working together with inverter having MPPT(Maximum Power Point Tracking) function for best performance. bypassing point is regulated by MPPT function of inverter. In this paper, simulation results of Bypass diode in PV module have been analyzed to represent the relationship of the bypassing point with the composition of PV module. From the results, the more cells are connected with each string, the earlier bypassing performance happens under the fixed number of strings. As diode groups increase or irradiation decreases, the bypassing performance starts fast.
본 논문에서는 일사량과 온도의 조건에 따른 MSX 60 태양광 모듈의 출력을 예측하였다. MATLAB 모의실험을 통하여 온도, 직렬저항 및 일사량 변화를 고려한 2차원, 3차원 I-V 곡선을 구하였으며, 단락전류(Isc) 3.8 A, 개방전압(Voc) 21 V, 최대전력(Pamx) 60W 등의 전기적 파라미터 등을 얻을 수 있었다. 한편, 예측한 결과와 실제 태양광 모듈을 비교하였을 때 모듈의 사양서와 예측 결과 값의 오차율 3 % 이내에 일치함을 보였다.
The noise sources, structure-borne and/or air-borne, in machinery can be defined by their locations and strengths. However the locations of that noise sources are well known in many cases. In those cases, the problem can be defined as an inverse problem to known the strengths of the noise sources in the frequency domain, the modeling scheme is classified by thecoherent or incoherent source. This paper expands the basic concept to the case of the complex noise sources, in which the set of coherent and incoherent noise sources are matched with the noise of a real vehicle. The error factors in the experiment and the optimal number of the monopole sources to match the real suond filed are also investigated. The results of the noise source modeling of heavy machinery show that the incoherent and coherent/incoherent source models are applicable to the high frequency and the low frequency region, respectively. The noise source model also enables the noise source analysis to rank the contribution of real source group such as engine, T/M, exhuast, etc.
To guarantee more exact maximum power of solar cell module, it is absolutely required to have performance characteristics of various solar cells. Today, there are many types of solar simulator for large area measurement. But it is very opaque how to select the best one for various solar cell module like crystalline silicon solar cell, high efficiency solar cell, amorphous silicon thin film solar cell, CdTe and CIGS solar cell module. So, in this paper 4 types of photovoltaic module were selected to compare the electrical characteristics by changing light pulse duration time and voltage scan direction. Light pulse duration time was varied from 10msec to 800msec. And two types of voltage scan directions, Voc->Isc and Isc->Voc were selected. From this results, optimum measuring condition was suggested and electrical variation was analysed for each types of solar cell module. The detail description is specified as the following paper.
본 논문은 상관 관계 중첩 코딩/non-SIC 비직교 다중 접속의 향상된 outage 확률을 고찰한다. 먼저, 기존의 독립 중첩 코딩/SIC 비직교 다중 접속의 outage 확률을 고찰한다. 다음, 모의실험을 통하여, 상관 관계 중첩 코딩/non-SIC 비직교 다중 접속의 outage 확률이 독립 중첩 코딩/SIC 비직교 다중 접속의 outage 확률에 비하여 크게 향상되는 것을 입증한다. 결론으로, 이러한 향상된 outage 확률로 인하여, 상관 관계 중첩 코딩/non-SIC 비직교 다중 접속 기술은 5G 시스템의 유망한 기술이 될 수도 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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