• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.100.1-100.1
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• 2012

태양전지 모듈의 25년 이상 장기간 정상 발전을 위해 태양전지 모듈을 구성하는 부품 소재의 장기 열화메커니즘 연구가 중요시되고 있다. 결정질 및 박막 태양전지 모듈 내 셀을 보호하기 위한 봉지재(Encapsulation)로 다양한 폴리머 재료가 적용되고 있다. 봉지재 부품으로 적용되고 있는 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)는 장기 열화특성 및 내구성 개선 연구가 중요하다. 따라서 EVA를 가속열화하여 열화메커니즘 분석과 25년 보증 내구성을 보유하고 있는지 연구가 필요하다. 본 연구에서는 EVA의 Ultraviolet(UV), 온도 복합 환경스트레스 조건을 적용한 가속시험을 수행하고 장기 열화메커니즘을 분석하였다. 수명 및 손상모델을 이용하여 실환경에서 변화하는 UV와 온도를 일정한 값으로 나타낼 수 있는 UV/온도 가속조건을 설계하였다. 이를 통해 UV/온도 가속조건을 설정하였고 1년 및 25년 동안 EVA에 인가되는 stress와 유사한 양을 인가할 수 있는 시험시간을 결정하였다. 시험 후 전자현미경, AFM, FT-IR, TGA, DSC 등의 분석을 통해 열화메커니즘을 도출하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.49.1-49.1
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• 2011

태양전지 모듈의 25년 이상 보증을 위해 태양전지 모듈을 구성하는 부품 소재의 신뢰성이 부각되고 있다. 현재까지 알려진 태양전지 모듈용 에틸렌 아세테이트 비닐(ethylene Vinyl Acetate, EVA)의 주요 열화 메카니즘은 황변(yellowing)과 박리(delaminaation)이다. 따라서 본 연구에서는 태양전지 모듈을 구성하는 재료 중 EVA 소재의 열화 메커니즘을 도출하기 위해 이미 알려진 스트레스 인자를 이용한 가속 열화시험을 설계한 후 가속열화시험을 실시하였으며, 이로부터 EVA의 열화 메카니즘을 규명하였다. 열화모드 재현을 위해 소형 태양광 모듈을 제작하였으며, Weather-Ometer를 이용하여 열화시험을 수행하였다. 시험조건은 4종 Phase가 1 사이클이 되도록 실험하였으며, Dark 조건 1 Phase 및 Light 조건 3 Phase 조건으로 실시하였다. 태양전지 모듈의 열화량은 매 500 사이클 마다 Light I-V 변화량을 측정하여 분석하였다. EVA의 물리 화학적 열화분석을 위해 단면분석, 적외선분광기(Fourier Transform-Infra Red, FT-IR) 및 주사전자현미경을 이용하여 열화 특성에 대한 분석을 실시하였고, 이를 근거로 EVA의 열화 메커니즘을 규명하였다.

• Proceedings of the Safety Management and Science Conference
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• 2011.04a
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• pp.407-417
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• 2011

기술 발전 속도가 빨라짐에 따라 부품의 개발기간이 단축되고 있다. 더욱이 최근에는 제품들의 신뢰성이 향상되어 가속수명시험을 실시하더라도 규정된 시험 시간 동안 고장을 발견할 수 없는 경우가 많이 발생하고 있다. 또한 현업에서는 성능열화에 대한 관심이 높아지고 있으며 특히 친환경차에 대한 관심이 많아지면서 연료전지 및 납-배터리의 가속열화시험법개발에 많은 관심이 증대되고 있다. 만약 고장이 발생하지 않는다고 해서 더 가혹한 스트레스를 인가하면 전혀 다른 고장 메커니즘이 나타날 수 있기 때문에 시험의 목적을 달성하기 곤란해진다. 따라서 이런 단점을 보완하기 위해 시간에 따라 정해진 시간마다 열화 특성을 갖는 특성치를 측정하여 수명을 예측하거나 신뢰성을 평가하는 열화시험, 가속열화시험을 이용한다. 본 연구는 열화데이터 분석 방법을 정리하여 현업에 적용 가능한 분석 과정을 제안하고 향후 연료전지 및 납-배터리 가속열화시험 적용방향을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1918-1920
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• 2004

본 고에서는 해남-제주간에 사용되는 Phase Control Thyristor의 구입비용을 고려하여, 해남-제주간 PCT와 동일 구조를 갖지만 전압/전류용량이 작은 A, B사의 PCT를 각각 40개씩 확보하였다. PCT의 가속열화를 위한 스트레스 인자는 전압/열이며, 이를 동시에 인가할 수 있도록 가속열화 시험장치를 구성하였다. 또한 가속열화에 의해 열화정도를 파악하기 위해 초기 특성을 측정하였으며, 이에 대한 결과를 기술하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.34.1-34.1
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• 2011

태양전지 모듈의 25년 이상 보증을 위해 태양전지 모듈을 구성하는 부품 소재의 장기 열화메카니즘 연구가 중요시되고 있다. 그 중 봉지제(Encapsulation) 부품으로 적용되고 있는 태양전지 모듈용 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)는 셀을 보호하는 폴리머 부품으로 장기 열화특성 연구가 중요하다. 따라서 EVA를 가속열화하여 25년 보증 내구성을 보유하고 있는지 연구가 필요하다. 본 연구에서는 태양전지 모듈을 구성하는 재료 중 외부환경에 민감한 폴리머 소재인 EVA의 Ultraviolet (UV), 온도 두 환경스트레스 조건을 적용한 가속수명시험을 수행하고 장기 열화메카니즘을 분석하였다. 시험에 앞서 UV/온도 가속수명시험을 설계하였다. UV/온도 가속조건을 설정하기 위해 실환경에서 변화하는 UV와 온도를 일정한 값으로 나타낼 수 있는 유효 UV (Effective UV)와 유효 온도(Effective temperature)를 도출하였다. 이를 통해 UV/온도 가속조건을 설정하였고 1년 및 25년 동안 EVA에 인가되는 stress와 동일한 양을 인가할 수 있는 시험시간을 결정하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1512-1514
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• 2005

사이리스터의 파괴 원인에는 온도, 전압, 전류, 진동 및 압력 등이 있다. 본 논문에서는 이러한 파괴원인들 중에서 전압과 온도를 스트레스 인자로 하여 가속열화에 따른 소자의 항복전압 특성의 변화에 대해 실험을 통해 분석하였다. 실험에 사용한 사이리스터는 $V_{DRM}$=1800, $V_{RRM}$=2300V, $I_{DRM}$, $I_{RRM}$=20mA인 소자를 사용하였으며, 실험 시 인가전압은 1kV, 온도는 $100^{\circ}C$로 고정하였다. 가속열화에 따른 순방향 및 역방향 항복특성의 변화를 가속열화 시간에 따라 나타내었고, 이를 바탕으로 전압과 온도에 따른 항복전압 감소의 원인과 열화의 진행에 대해 기술하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1496-1497
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• 2006

본 논문은 가속 열열화 시험에 의한 광유 함침 절연물의 기계적 특성과 화학적 특성을 비교하였다. 가속 열열화 시험에 사용된 절연물은 셀룰로오스 절연지와 광유를 사용하였고, 가속 열열화 시험 방법은 ANSI/IEEE C57.91-1982에 의해 $150^{\circ}C $로 1000시간을 열화하였다. 가속 열열화 시험에 의해 절연재료의 주성분인 셀룰로오스 절연지는 열화로 인해 글루코시딕 결합체가 깨진다. 이때 생성된 셀룰로오스 절연지의 클루코오스 분해 생성물 분석을 위해 평균 중합도법을 사용하였고, 기계적인 특성은 인장강도법을 수행 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1309-1310
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• 2006

사이리스터 소자의 신뢰성은 HVDC, SVC, FACTs와 같은 대용량 전력 시스템의 신뢰성에 많은 영향을 미친다. 따라서 사이리스터 소자의 신뢰성을 분석하는 것은 시스템의 안정적인 운용과 신뢰성의 확보에 필수적이다. 본 논문에서는 장시간동안 전압 및 열을 인가하여 사이리스터를 가속열화 시켰을 때 사이리스터 소자의 차단전압 및 누설전류 특성의 변화에 대해 실험을 통해 분석하였다. 가속열화 시험에는 14개의 사이리스터가 사용되었고, 1000V, $100^{\circ}C$의 조건에서 가속열화를 진행하였으며, 7일에서 10일의 간격으로 소자의 누설전류 및 차단전압 특성을 측정하여 초기 특성과 비교 분석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.05a
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• pp.141-142
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• 2008

국내 배전선로에서는 1999년부터 폴리머피뢰기를 설치하여 운영하고 있으나, 이들의 열화특성에 관한 데이터와 적합한 평가방법이 부족하여 장기적인 운영계획 수립이 어려운 상태이다. 이에 따라 본 논문에서는 폴리머피뢰기의 현장 열화인자를 인가할 수 있는 복합가속열화 시험장치를 제작하고 국내 환경조건을 모의할 수 있는 시험주기를 개발하여 폴리머피뢰기 완제품에 대한 장기신뢰성 평가법을 제안하였다. 그리고 가속열화시험 및 현장설치에 의한 전기적, 화학적 특성변화를 분석하여 폴리머피뢰기의 열화정도를 평가함으로써 본 연구에서 제안한 평가기법의 실효성을 검증하고 국산 폴리머피뢰기의 유지보수에 필요한 특성 데이터를 제시하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1906-1908
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• 2004

본 논문은 옥외용 고분자 절연물로 널리 사용되고 있는 실리콘 고무의 장기 자외선 가속열화에 따른 특성변화를 조사하였다. 이를 위해 전기적인 평가 방법 이외에 각종 화학적 분석기기를 사용하여 보다 정확히 재료의 열화를 판정하고자 하였다. 연구결과, 실리콘 고무는 내후성이 우수하지만, 가속열화가 진행되면서 표면의 전기적 저항률이 높아지고, 전하축적이 용이해지는 표면구조로 변하는 것을 확인하였다. 또한, 재료 내에서 발수성 회복역할을 하는 저분자량 성분이 감소하였고, 열적특성이 변화되는 것을 확인하였다. 이를 통하여, 최근 확산되고 있는 옥외용 고분자 절연물의 성능평가 및 수명예측에 도움이 되고자 하였다.