본 연구에서는 나노입자 이산화티타늄을 이용한 광전화학셀을 제작하여 제작된 광전기화학셀의 광전변환특성을 연구 하였다. 광전기화학셀을 제작함에 있어 광전극에는 나노입자 이산화티타늄을 페이스트로 하여 스크린 프린팅 하고 열처리 하였으며 상대전극의 경우 $H_2PtCl_6$를 2-propanol에 10mM로 녹인 용액을 도포하였다. 나노 페이스트와 용액처리를 한 광전극과 상대전극을 접합 후, 전해질을 주입 후 밀봉하여 셀을 제작하였다. 이때 사용된 전해질은 LiI, $I_2$, t-butylpyridine, 1-butyl-3-methylimidazolium iodide, 3-methoxypropionitrile이 사용되었다. 제작한 셀의 광전 변환 효율은 개방전압 Voc는 16.3v, 충진율 FF는 0.65로 나타났으며 이때의 변환 효율 7.55%로 나타났다.
태양전지에서 SiNX층은 반사방지막 역할과 태양전지 소자 보호 역할 2가지를 동시에 하고 있다. 태양전지에서 반사방지막은 굴절률 1.97, 두께 76 nm가 이론적으로 최적의 상태이다. PECVD장비를 이용하여 SiNx 층을 증착하였다. SiNX층 증착 시에 RF 파워와 혼합 가스를 변화한 후 굴절률을 측정하였다. RF 파워는 100~400 W로 변화시켰고 혼합가스 변화는 SiH4가스와 N2, H2, N2+H2 가스 각각을 같이 넣어 주면서 증착하였다. SiNX 가스 자체에 N2가 80%섞여 있는 가스를 사용하기 때문에 SiH4 가스자체 만으로도 SiNx층을 형성 할 수 있다. RF파워 300 W, SiH4 50 sccm, 기판 온도 $300^{\circ}C$, 공정시간 63초에서 굴절률 1.965, 두께 76 nm를 갖는 SiNx층을 형성 할 수 있었고 개방전압: 0.616 V, 전류밀도: 37.78 mA/$cm^2$, 충실도:76.59%, 효율: 17.82%로 가장 높은 효율을 얻을 수 있었다.
염료감응 태양전지를 구성하는 중요한 요소 중 하나인 나노입자 산화물 $TiO_2$는 태양전지 내부의 전자이동과 밀접한 관련이 있어 Cell의 개방전압(Voc) 및 단락전류밀도(Jsc) 특성을 결정짓는 주요 요소이다. 때문에 염료감응 태양전지의 문제점인 효율 증대를 위해서는 $TiO_2$의 각종 특성을 연구할 필요가 있다. 본 논문에서는 $TiO_2$의 두께 및 소성온도를 변화시킴에 따라 제반 되는 각종 전기적 특성들을 조사해 보았고 그 원인들을 고찰해 보았다.
The discrepancies between theoretical values and measured data of PEFC(Proton Exchange Fuel Cell) is carried out for the machine tool power generation. Rudimental approach of theoretical fuel cell open circuit potential using Gibbs free energy is employed for the examination of PEFC module. The stack temperature, stack voltage and stack current are measured during the operation of PEFC module. It is found that stack voltage and current values show the pronounced discrepancy with the results calculated by Gibbs free energy approach. It is analysed that the discrepancy is due to activation polarization, concentration overvoltage and ohmic overvoltage.
기존의 에너지 저장장치를 갖는 계통연계형 태양광 발전 시스템은 태양광 모듈의 높은 개방전압으로 인하여 별도의 양방향 컨버터를 이용하여 배터리에 에너지를 충방전 해왔다. 이러한 시스템은 구조상 다수의 반도체 소자의 사용으로 인한 제작단가 상승 및 전기적 절연의 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 논문에서는 새로운 구조의 에너지 저장장치를 갖는 고주파 링크 방식의 계통연계형 태양광 발전 시스템을 제안하며, 제안된 시스템의 이론적 분석을 수행하고, PSIM 시뮬레이션 툴을 이용한 모의 실험을 통해 그 우수성을 검증한다.
본 논문은 리튬 폴리머 배터리(LiPB)의 OCV(Open Circuit Voltage;개방전압)를 이용한 배터리 SOH(State Of Health;잔존수명) 추정하는 방법의 제안이다. 종래에는 배터리 수명은 제조회사에서 지정된 시간이나 충방전 횟수를 기초로 수명을 결정하였다. 하지만 배터리의 온도, 충전방법, 전류변화 및 DOD(Depth of Discharge;방전심도) 정도에 따라 배터리 수명은 유동적이다. 따라서 배터리가 노후됨에 따라 OCV가 변한다는 원리를 이용하여 임피던스 분석을 통해서 SOH, 즉 배터리 잔존수명을 추정하는 기술을 제안하였다.
현재 산업용으로 많이 쓰이고 있는 연축전지나 Alkali 전지의 충전용 충전기가 반도체화 이후 Thyristor식 자동충전기로 전환되고 있는데 발맞추어 본 연구에서는 현재의 충전기로서의 장점을 충분히 가지고 있으면서 부하단자가 단락되거나 개방되거나 또는 전원이 잘못 접속될 경우에도 충전기 부하나 회로를 충분히 보호할 수 있는 충전기를 설계하고져 했다. 본 연구의 연구대상은 Battery의 잔류전압을 이용한 UJT 이장발진기로 구동되는 SCR식 충전기 회로이다. 아울러 Soft start 회로와 동기회로 그리고 Pulse 증폭회로를 첨가시켜 보다 충전특성을 향상시켰으며 엄밀한 특성시험, 즉 지연회로 시험, 출력단자 개방시험, 단락시험, 출력단자 오결선시험등을 통해 여러가지 장해가 없음을 확인했다. 그리고 가급적 휴대가 가능하도록 소형화 시키면서 누구나 손쉽게 조작할 수 있는 간편하고 실용적인 충전기를 설계하는데 힘썼다. 그래서 다음과 같은 장점을 본래의 장점에다 부가시킬 수 있었다. (가) Soft start 회로를 첨가시켜 평균 30-50sec의 지연시간을 얻을 수 있었다. (나) 동기회로를 별도로 첨가시켜 Pulse 신호의 동기를 확실하게 할 수 있었다. (다) Pulse 증폭회로를 사용하여 SCR의 제어능력을 확실하게 할 수 있었다. 결론적으로 본 충전기는 Trickle 충전을 제외한 초충전 균등충전 부동충전 보정충전 급속충전등을 자유로이 할 수 있었고 소형 경량이고 취급이 간편하여 실용적이라고 본다. 그러나 여러가지 조건하에서의 현장실험을 다해보지 못한 것이 약간 아쉽다.
PV module is manufactured by several steps such as cell sort, tabbing & string, lay-up, lamination processes. In oder to manufacture PV module, solar cell must be placed in high temperature. Soldering Process in high temperature is important because it directly influences electric output performance changes of solar cell in solar cell module. We consider applying momentary high temperature, while soldering solar cell, and expect change electric characteristics of PV module. In this paper, we measure electric output characteristics of solar cells after those are applied with high temperature changes for two seconds. From these results, we confirm with application of high temperature, $I_{sc}$ increase and $V_{oc}$ slightly decreases.
TCO/p/i/n 구조의 비정질 실리콘 박막 태양전지의 제작에 있어서 TCO계면과 p층사이의 이종접합에서의 큰 밴드갭 차이는 p층으로부터의 정공 재결합을 통하여 효율 저하의 원인이 된다. 이러한 재결합은 넓은 밴드갭을 가진 물질을 완충층으로 삽입함으로써 개선되어 질 수 있다. 본 논문에서는 비정질 실리콘 보다 넓은 광학적 밴드갭을 가지는 a-SiOx 박막을 완충층으로 사용하여 TCO/P 계면에서의 재결합 감소에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. a-SiOX 박막 내에 포함된 산소의 양에 따라 밴드갭을 조절하여 1.8eV~2.0eV 사이의 완충층을 삽입하여 박막태양전지의 개방전압, 단락전류, 효율 등에 끼치는 영향을 ASA 시뮬레이션을 통하여 알아보았다.
BSF 후면전계효과는 태양전지의 개방전압 증가를 결정하며 효율에 매우 중요한 요인이다. 본 연구에서는 p-type에서의 후면전계효과를 확인하기 위해 PC1D 시뮬레이션(Simulation)을 통해 p+ 영역의 표면농도와 깊이에 따른 전기적 특성을 분석 하였다. 최적효율을 찾기위해 면저항을 $30{\Omega}/{\square}$으로 고정하고 깊이와 표면 농도값을 가변하였다. 최적화 결과 표면농도값이 작아지고 깊이가 커질수록 효율이 좋아지는 경향이 나타났으며 Peak doping=$5{\times}10^{18}cm^{-3}$, Juction depth=12.52um에서 최고효율 19.14%를 얻을 수 있었다. 본 시뮬레이션을 바탕으로 실제 태양전지 제작 과정에 적용 가능하다. p-type 태양전지 제작에서 후면의 p+ 영역의 깊이를 증가시키고, 표면 농도를 낮추는 공정을 통해 효율향상을 기대 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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