• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 2012.03a
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• pp.177-181
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• 2012

본 연구는 고온고습 시험을 통하여 Cell 레벨에서의 표면관찰 및 효율저하를 분석하였다. 고온고습 시험 조건은 KS C IEC-61215에서 제시한 PV module하의 조건을 이용하여 온도 $85^{\circ}C$, 습도 85% 조건하에 1000시간 동안 수행하였다. 고온고습 시험에 따라 효율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 이상 유 무를 Cell 표면을 통해 분석한 결과, 고온고습 시험 수행 중 부분적으로 변색되는 것을 확인하였다. 고온고습 시험 전 단결정 Cell의 효율은 17.74% 였으며, 1000시간 수행 후 15.63%으로 11.89%의 감소율을 보였다. 다결정 Cell의 시험 전 효율은 15.46%, 1000시간 수행 후 효율은 14.02%로 9.31%의 감소율을 보였다. 경년 시 나타나는 전기적 특성을 분석하기 위해 FF(Fill Factor)값을 분석한 결과, 고온고습 시험 전 단결정 Cell은 78.71%에서 75.01%로 4.7%의 감소율을 보였으며, 다결정 Cell은 78.10 %에서 76.66%로 1.84%의 감소율을 보였다. 효율 및 FF값에서 단결정 Cell이 다결정 Cell보다 감소율이 큰 것으로 분석되었으며, 이는 단결정 Cell이 외부 환경에서 더욱 크게 작용하여 효율저하에 영향을 주었다고 판단된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.243-248
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• 2012

In this study, The report analysed the characteristics of power drop and damage of surface in solar cell through high temperature and humidity test. The solar cells were tested during the 1000hr in $85^{\circ}C$ temperature and 85% humidity conditions, that excerpted standard of PV Module(KS C IEC-61215). An analysis of the cell surface through EL(Electroluminescence), the cell has partly change of surface in yearly. Single-crystalline Solar cell efficiency is decreased from 17.7% to 15.6% and decreasing rate is 11.9%. On the other hand, Poly-crystalline Solar cell efficiency is decreased from 15.5% to 14.0% and decreasing rate is 9.3%. A comparison of the fill factor for analysis of electro characteristic in yearly, Single-crystalline Solar cell efficiency is decreased from 78.7% to 78.1% and decreasing rate is 4.7%. On the other hand, Poly-crystalline Solar cell efficiency is decreased from 78.1% to 76.7% and decreasing rate is 1.8%. Single-crystalline has more bigger power drop than poly-crystalline by the silicon purity and silicon atom arrangement. Also, FF decreasing rate has more bigger drop than efficiency decreasing rate for the reason that the damage of surface by exterior environmental factor is the more influence in cell than other reason that is decreasing FF by damage of p-n junction.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.494.1-494.1
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• 2014

태양광은 세계적으로 유망한 에너지 중의 하나이며, 태양광 모듈은 실제 옥외 조건에 따라 다르지만 장기 신뢰성과 수명을 보장하기 위해 최소 20년 이상을 안정적으로 작동될 필요성이 있다. 하지만 실제 태양전지는 옥외에 장기 노출됨에 따라 성능이 저하되며, 그 원인으로는 셀 균열, 부식, 접착 강도 손실 및 박리, 그리고 변색 등이 있다. 본 논문에서는 부식으로 인한 성능 저하를 완화하기 위해 희생금속을 이용하여 태양전지 모듈의 성능 향상에 대해 연구하였다. 태양전지는 4 cell 결정질 실리콘 태양전지 미니 모듈을 이용하였고, 희생금속의 영향을 확인하기 위해 두 종류의 시료를 준비하였다. 한 시료에는 Al 희생금속을 태양전지 리본 위에 부착하였으며, 나머지 한 시료는 비교 시료로 Al 희생금속을 부착하지 않았다. 시료는 $85^{\circ}C$ 85%의 상대습도인 고온고습 조건에서 2500시간을 진행하였다. 그리고 2500시간의 고온고습 시험이 진행된 시료의 전기적 특성을 분석하였다. 시험 결과, 희생금속이 없을 경우 28.8%의 출력 저하가 있었으며, 희생금속이 있을 경우 19.3%의 출력 저하가 확인되었다. 또한, 희생금속이 없을 경우, 충실도는 21.5% 감소하였으며, 단락전류 역시 약 6% 정도 감소하였다. 반면, 희생금속이 있을 경우, 충실도는 16.1%로 감소하였고, 단락전류는 거의 변화가 없었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2005.11a
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• pp.228-230
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• 2005

Sn-8wt%Zn-3wt%Bi (이하, Sn-8Zn-3Bi) 솔더의 장기 신뢰성을 평가하기 위하여 고용고습시험을 행하였다. 고온 고습 시험은 $85^{\circ}C$/85RH 조건에서 1000 시간 동안 하였다. 접합 기판으로는 각각 OSP (Organic Solderability Preservative), Sn 그리고 Ni/Au 처리를 한 PCB(Printed Circuit Board) 패드를 사용하였다. 접합에 사용한 부품은 1608Chip 으로 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor 이하, 1608C) 와 Chip Resister(이하, 1608R)을 사용하였으며, 이 두 부품의 전극부위에 Sn-10wt%Pb(이하 Sn-l0PB), Sn을 각각 도금하였다. 솔더링 후 1608C 와 1608R의 전단 접합 강도와 솔더링부에서 Zn상의 변화를 관찰하였다. 측정결과, Sn-8Zn-3Bi 솔더의 초기 전단 접합 강도는 기판의 표면처리에 상관없이 약 40N 이었다. 그러나 고온 고습 시험 1000 시간 후에는 기판의 표면처리에 상관없이 약 30N 까지 감소하였다. 하지만 이는 reference인 Sn-37Pb 솔더의 강도값과 거의 유사하며, 이는 Sn-8Bi-3Zn 솔더의 고온 고습 시험 후 전단강도 특성은 기존 유연솔더와 비교하여 동등이상이라고 평가할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.456.2-456.2
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• 2014

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 화합물은 태양광을 흡수하기에 가장 이상적인 약 1.04 eV의 에너지 금지대 폭과 높은 광흡수계수를 가지고 있으며, $450{\sim}590^{\circ}C$의 고온 공정에도 매우 안정하여 열 경화현상을 거의 보이지 않으므로 박막 태양전지로서 커다란 응용 잠재력을 갖고 있는 광흡수층 재료이다. CIGS 화합물 박막 태양전지의 효율은 연구실에서는 ~20%의 높은 효율을 보고하고 있으며, 모듈급에서도 ~13%의 효율을 보이고 있다. 그러나 CIGS 박막 태양전지를 대면적 또는 양산화에 적용하기 위해서는 20년 이상의 장기적인 수명을 보장할 수 있는 내구성을 갖추어야 한다. 본 연구에서는 CIGS 모듈의 장기적인 신뢰성을 평가하기 위해 CIGS PV 모듈을 대상으로 IEC-61646 규격을 이용하여 고온고습 시험 ($85^{\circ}C$/85% RH, 1000 h) 과 열충격 시험 ($-40^{\circ}C/140^{\circ}C$, 1000 cycles) 이 수행되었고, 두 종류의 가속 스트레스 시험 후에 모듈의 성능 저하에 영향을 미치는 요인들이 연구되었다. 또한, 모듈의 효율 저하의 원인을 규명하기 위해 투명전극 Al-doped ZnO (AZO)와 광흡수층 CIGS를 대상으로 고장분석을 수행하였다. AZO층과 CIGS층의 전기적 특성 분석, 결장상 분석 및 XPS 분석들을 종합하여 CIGS PV 모듈의 성능저하의 원인을 규명하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.22 no.1
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• pp.43-49
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• 2015

By the trends of electronic package to be smaller, thinner and more integrative, organic printed circuit board is required to be finer Cu trace pitch. This paper reports on a study of failure mechanism for PCB with fine Cu trace pitch using biased HAST. In weibull analysis of the biased HAST lifetime, it is found that the acceleration factor (AF) of between $135^{\circ}C/90%RH/3.3V$ and $130^{\circ}C/85%RH/3.3V$ is 2.079. A focused ion beam (FIB) was used to polish the cross sections to reveal details of the microstructure of the failure mode. It is found that $Cu_xO/Cu(OH)_2$ colloids and Cu dendrites were formed at anode (+) and at cathode (-), respectively. Thus, this gives the evidence that Cu dendrites formed at cathode by $Cu^{2+}$ ion migration lead to a short failure between a pair of Cu nets.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.421-421
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• 2012

Cu(In,Ga)$Se_2$ (CIGS) 화합물은 직접천이형 반도체로 열적으로 매우 안정하고 에너지밴드갭이 1.04 eV로 이상적인 값에 가깝고, 특히 높은 광흡수계수를 가지기 때문에 박막 태양전지로서 커다란 응용 잠재력을 갖고 있는 광흡수층 재료이다. CIGS 화합물 박막 태양전지의 효율은 연구실에서는 ~20%를 높은 효율을 보고하고 있으며, 모듈급에서도 ~13%의 효율을 보이고 있다. 그러나 CIGS 박막 태양전지를 대면적 또는 양산화에 적용하기 위해서는 20년 이상의 장기적인 수명을 보장할 수 있는 내구성을 갖추어야 한다. 본 연구에서는 CIGS 모듈의 장기적인 신뢰성을 평가하기 위해 CIGS PV 모듈을 대상으로 대표적인 고온 고습 조건인 IEC-61646 규격을 이용하여 $85^{\circ}C$/85% RH에서 1000시간 동안 가속시험이 수행되었고, 고온 환경하에서 모듈의 성능 저하에 미치는 영향을 고찰하기 위해 모듈을 $85^{\circ}C$에서 1000시간 노출시켰다. 두 종류의 가속 스트레스시험 후에 모듈들의 외형적인 노화현상 및 전기적 열화 성능을 분석하였다. 또한 모듈의 효율저하의 원인을 규명하기 위해 모듈 구성 재료 중 충진재료로 사용하는 EVA sheet와 투명전극 AZO를 대상으로 고장분석을 수행하였다. AZO의 미세구조 관찰, 결정상 분석, XPS 분석 및 전기적 분석과 EVA sheet의 FT-IR 분석과 TG-DSC 분석들을 종합하여 CIGS PV 모듈의 성능저하의 원인을 규명하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.5
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• pp.399-407
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• 1998

본 연구에서는 LCD패키지용 이방성 전도 필름의 전기적, 기계적 특성 및 신뢰성에 미치는 접속 변수의 영향을 연구하였다. 이방성 전도 필름을 통한 전기적 전도 현상을 각각의 도전 입자와 기판 사이의 기계적 접촉에 의해 접촉 방향으로만 전류가 흐르게 되는 것이 주되는 전도 기구이다. 따라서 접속 압력에 따라 각각의 도전 입자의 변형으로 기판 사이의 접촉 면적이 변하는데 이방성 전도필름의 접촉 저항은 이런 접촉 변화에 의해 결정된다. 접속 압력에 따라 초기에 접촉 저항은 감소하다가 점차 접촉 저항기가 안정화되는 거동을 보였다. 그러나 높은 접속 압력에서는 오히려 저항치가 약간 증가함을 보였다. 이방성 전도 필름 접속의 접착력을 평가하기 위해 필 테스트(peel test)를 시행하였는데, 접속 압력과 접속 온도를 증가 시킬수록 이방성 전도 필름 접속의 접착력을 평가하기 위해 고온 시효 시험, 온도 사이클링 시험, 고온 고습 시험의 신뢰성 시험을 시행하였으며, 이중 고온 고습 시험이 ACF접속의 전기적, 기계적 특성에 가장 악영향을 주었다. 또 큰 압력으로 접속된 것보다 작은 압력으로 접속되었을 때, 그리고 도전입자로는 금속 코팅 된 폴리머 입자가 사용될 때 신뢰성이 상대적으로 좋은 것을 발견했다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.63.1-63.1
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• 2011

To analyze the phenomenon of corrosion in the PV module, we experimented damp heat test at $85^{\circ}C$/85% relative humidity(RH) and $65^{\circ}C$/85% RH for 2,000 hours, respectively. We used 30 mini-modules designed of 6inch one cell. Despite of 2,000 hours test, measured $P_{max}$ is not reached failure which is defined less than 80% compared to initial $P_{max}$. Therefore, we calculate proper curve fitting over 2,000 hours. Data less than 80% $P_{max}$ is found and B10 lifetime is calculated by the number of failure specimens and weibull distribution. Using B10 lifetime that the point of failure rate 10% and Peck's model, the predictable equation of lifetime was derived under temperature and humidity condition.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.422-422
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• 2012

투명전극 산화막은 태양전지, 평판 디스플레이 등의 투명전극과 같은 광전자 소자에 사용되고 있다. 투명 전도성 산화막으로서 ITO (Indium tin oxide)는 높은 투과도, 낮은 비저항, 높은 일함수 등의 장점을 가지고 있어서 그동안 널리 사용되어 왔다. 그러나 In의 희소성으로 인한 고가격 문제 때문에 이를 대체하기 위해 불순물을 도핑한 ZnO (Zinc oxide)에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. ZnO의 전기전도도를 높이기 위해 일반적으로 Al, Ga, B와 같은 3족 원소가 ZnO의 n형 도펀트로 널리 사용된다. 그 중에서 Al은 반응성이 커서 박막 증착 중에 산화되기 쉬운 반면 낮은 생산단가, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 보이기 때문에 투명 전극으로서 Al-doped ZnO (AZO)가 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 rf 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 glass 기판 위에 Al-doped ZnO (AZO) 투명 전도막을 증착하였고, 수명 및 신뢰성에 영향에 미치는 주요 인자로서 온도, 온도 사이클 및 습도에 따른 AZO 박막의 열화 특성에 대한 연구를 진행하였다. 또한, 온도 사이클, 고온 및 고온고습 환경에 장시간 노출된 AZO 박막들의 성능 저하 원인들을 미세구조 관찰, 전기적 및 광학적 특성 변화들을 연계하여 규명하고자 하였다.