• 한국결정성장학회지
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• 제23권2호
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• pp.108-113
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• 2013

$CuInSe_2$(CIS) chalcopyrite 물질은 고효율 박막 태양전지를 위한 광흡수층의 물질로 매우 잘 알려져 있다. 최근 태양광 산업의 흐름은 안정적인 재료 개발과 가격 경쟁력 있는 태양전지를 위한 효율적인 제조 공정을 일치시키는 것이다. 저가의 CIS 광흡수층 위해 다양한 방법으로 제조를 시도하였고, 본 논문에서는 CIS 광흡수층을 저가형으로 제조를 위해 상용화되는 6 mm pieces를 사용하여 high frequency ball milling과 cryogenic milling을 이용해 CIS 나노입자를 얻었다. 그리고, CIS 광흡수층은 불활성 분위기의 glove box 안에서 milling된 나노입자를 사용하여 paste coating법으로 제조하였다. Chalcopyrite CIS 박막은 기판온도 550도에서 30분간 셀렌화 한 후 성공적으로 제조되었으며, Al/ZnO/CdS/CIS/Mo 구조의 CIS 태양전지는 evaporation, sputtering 및 chemical bath deposition(CBD) 등 다양한 증착 방법으로 각각 제조하였다. 결론적으로, 나노입자를 이용한 CIS 태양전지 전기적 변환효율은 1.74 %를 얻었으며, 개방전압(Voc)는 29 mV, 합선전류밀도(Jsc)는 35 $mA/cm^2$, 그리고 충진율(FF)은 17.2 %였다. 나노입자 CIS 광흡수층은 energy dispersive spectroscopy(EDS), x-ray diffraction(XRD) 그리고 high-resolution scanning electron microscopy(HRSEM) 등으로 특성 분석을 하였다.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.29-35
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• 2012

수소화된 실리콘 질화막은 결정질 태양전지 산업에서 반사방지막과 패시베이션 층으로 널리 사용되고 있다. 또한, 수소화된 질화막은 금속 소성공정과 같은 높은 공정온도를 거친 후에도 결정질 실리콘 태양전지의 표면층으로서 충족되는 특성들이 변하지 않고 유지 되어야 한다. 본 연구에서는 Plasma enhanced chemical vapor deposition 장치를 이용한 수소화된 실리콘 질화막의 특성 변화에 대한 경향성을 알아보기 위하여 증착조건의 변수(온도, 증착거리, 무선주파수 전력, 가스비율 등)들을 다양하게 가변하여 증착조건의 최적화를 찾았다. 이후 수소화된 실리콘 질화막의 전구체가 되는 사일렌($SiH_4$)과 암모니아 ($NH_3$) 가스비를 변화시켜가며 결정질 실리콘 태양전지에 사용되기 위한 박막의 광학 전기 화학적 그리고 표면 패시베이션 특성들을 분석하였다. 가스 비율에 따른 수소화된 실리콘 질화막의 굴절율 범위는 1.90~2.20까지 나타내었다. 결정질 실리콘 태양전지에 사용하기 위한 가장 적합한 특성은 3.6 ($NH_3/SiH_4$)의 가스비율을 나타내었다. 이를 통하여 $156{\times}156mm$ 대면적 결정질 실리콘 태양전지를 제작하여 17.2 %의 변환 효율을 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권3호
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• pp.28-35
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• 2013

태양광 산업에서 폐기물로 발생하는 Si/SiC 혼합슬러지를 재활용하는 것은 환경과 경제적인 측면에서 중요하다. 이러한 재활용을 위해서 Si/SiC 혼합물의 소결특성을 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 SiC함량에 따른 소결특성을 살펴보기 위해서 공기분급기를 이용하여 Si/SiC 혼합물에서 SiC 함량을 변화시켰다. SiC 함량이 변화된 Si/SiC 혼합물에 카본블랙, 점토 및 수산화알루미늄을 첨가하여 소결하였다. Si/SiC 혼합물의 특성분석 및 첨가제 변화에 따른 Si/SiC 혼합물 소결체의 특성변화를 SEM, XRD, 입도분석 및 겉보기 밀도변화를 측정하여 분석하였다. SEM 및 입도분석결과, SiC 95% 시료의 경우에는 원시료 및 SiC 75% 시료와 비교하여 1 ${\mu}m$ 크기 이하의 미립입자가 크게 감소하여 공기분급을 통한 미세입자 제거가 SiC 함량 제어에 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 수산화알루미늄을 첨가함에 따라서 ${\beta}$-Cristobalite 가 감소하고 mullite 생성량이 증가하였으며, 카본블랙의 첨가가 소결특성 향상에 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.65-79
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• 2019

본 연구는 산업단지 내 Gas Combined Cycle CHP와 연계 가능한 신재생에너지원을 조합하여 최적의 설비용량을 산정하고자 하였다. 특히 2013~2016년도 에너지사용계획 협의 대상 산업단지 중 집단에너지 공급대상 지역지정 연료사용량 요건은 연간 3.8만 TOE로 미달되지만, 열밀도가 $92.6Gcal/km^2{\cdot}h$로 높은 세종첨단일반산업단지를 연구 대상으로 하였다. 그리고 신재생에너지 Hybrid System 경제성 분석 프로그램인 HOMER Pro를 이용하여 연료전지와 태양광발전을 연계한 FC-PV Hybrid CHP System의 최적화 운영 모델에 대해 분석하였다. 또 CHP의 주 공급 에너지원인 열에너지에 있어, 열수요량 뿐만 아니라 우점 업종에 대한 열수요 패턴을 분석하여 연구의 신뢰도를 높이고자 하였으며, 경제성 분석을 추가하여 상대적 편익을 비교하고자 하였다. 연구 결과, 신규 조성 중인 세종첨단일반산업단지의 전체 간접열 수요는 연간 378,282 Gcal이며, 이중 제지업종이 연간 293,754 Gcal인 약 77.7%를 우점하고 있었다. 산업단지 전체 간접열 수요에 대해 단일 Combined Cycle CHP의 최적 설비용량은 30,000 kW로, 이때 열생산은 CHP가 275,707 Gcal, 72.8 %를 분담하고, 첨두부하보일러 PLB가 103,240 Gcal, 27.2 %를 분담하는 것으로 분석되었다. 그리고 CHP와 연료전지, 태양광 조합에서는 최적 설비용량이 각 30,000 kW, 5,000 kW, 1,980 kW이며, 이때 열생산은 Combined Cycle CHP가 275,940 Gcal, 72.8%, 연료전지가 12,390 Gcal, 3.3%, PLB가 90,620 Gcal, 23.9%를 분담하였다. 여기서 CHP 용량이 감소하지 않은 것은, CHP 용량 감소에 따른 부족한 열 생산량에 대해 PLB의 과다한 운전이 요구되는 경제적이지 못한 대안이 도출되었기 때문이었다. 한편 우점 업종인 제지업종의 간접열 수요에 대해서는 Combined Cycle CHP, 연료전지, 태양광 조합의 최적 설비용량은 25,000 kW, 5,000 kW, 2,000 kW로, 이때 열생산은 CHP 225,053 Gcal, 76.5%, 연료전지 11,215 Gcal, 3.8%, PLB가 58,012 Gcal, 19.7%를 분담하는 것으로 분석되었다. 그러나, 현행 전력시장 및 가스시장에서의 경제성 분석결과는 모두 투자비 회수가 불가능한 것으로 확인 되었다. 다만, 우점 업종인 제지 업종만을 대상으로 CHP와 연료전지, 태양광을 조합한 CHP Hybrid System이 단일 CHP System에 대해 연간 약 93억원의 경영여건을 개선시킬 수 있음을 확인하였다.

• 경영과학
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• 제30권2호
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• pp.97-106
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• 2013

Of the new and renewable energies currently being pursued domestically, wind energy, together with solar photovoltaic energy, is a new core growth driver industry of Korea. As of May 2012, 33 wind farms at a capacity of 347.8MW are in operation domestically. The purpose of this study was to compare and analyze how efficiently each operational wind farm is utilizing its power generation capacity and the weather resource of wind. For this purpose, the study proceeded in 3 phases. In phase 1, ANOVA analysis was performed for each wind farm, thereby categorizing farms according to capacity, region, generator manufacturer, and quantity of weather resources available and comparing and analyzing the differences among their operating efficiency. In phase 2, for comparative analysis of the operating efficiency of each farm, Data Envelopment Analysis (DEA) was used to calculate the efficiency index of individual farms. In the final phase, phase 3, regression analysis was used to analyze the effects of weather resources and the operating efficiency of the wind farm on the power generation per unit equipment. Results shows that for wind power generation, only a few farms had relatively high levels of operating efficiency, with most having low efficiency. Regression analysis showed that for wind farms, a 1 hour increase in wind speeds of at least 3m/s resulted in an average increase of 0.0000045MWh in power generation per 1MW generator equipment capacity, and a unit increase in the efficiency scale was found to result in approximately 0.20MWh power generation improvement per unit equipment.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.210-211
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• 2007

Amid booming PV(photovoltaic) industry, BIPV(Building Integrated PV) is one of the best fascinating PV application technologies. To apply PV in building, variable factors should be reflected such as installation position, shading, temperature effect and so on. Especially a temperature should be considered, for it affects both electrical efficiency of PV module and heating and cooling load in building. Transparent PV modules were designed as finished material for spandrels are presented in this paper. The temperature variation of the modules with and without air gap and insulation were compared and analyzed. The results showed that the module with air gap and insulation has a much larger temperature variation than another transparent module. The temperature of the module reached by 55degree C under vertical irradiance of lower 500$W/m^2$. And the temperature difference between these modules was about 15degree C. To analyze the output performance of module according to temperature variation, separate module was manufactured and measured by sun-simulator. The results showed that 1 degree temperature rise reduced about 0.45% of output power.