• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.95-97
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• 2008

본 논문에서는 연료전지발전용 고효율 계통 연계용 전력변환기를 제안한다. 제안하는 전력변환기는 3상 전류형 능동클램프 DC/DC 컨버터와 계통연계용 인버터로 구성되어 있다. 제안하는 전력변환기의 동작을 분석하기 위해 연료전지의 출력을 모의하는 모델과 제안하는 전력변환기의 모델을 PSCAD/EMTDC를 이용하여 개발하였다. 개발한 시뮬레이션모델을 이용한 분석을 토대로 실험에 의한 검증이 가능한 하드웨어장치의 기본 설계를 실시하였다. 제안하는 전력변환기는 정격출력에서 저 전압특성을 갖는 연료전지를 효율적으로 전력계통에 연계하는데 유용할 것으로 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.102-106
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• 2005

본 논문에서는 연료전지 전원시스템에 적합한 전류형 고주파 링크 DC-AC 컨버터를 제안한다. 제안된 전류형 고주파 링크 DC-AC 컨버터는 전류형 풀-브릿지 인버터, 능동 고조파 필터, 고주파 링크 변압기, 사이클로 컨버터로 구성된다. 1차측의 전류형 고주파 풀-브릿지 인버터는 정현파 PWM에 의해 변조된 전류펄스를 영전류 스위칭과 함께 발생시키고 두 개의 양방향 스위치와 출력 필터 캐패시터만으로 구성된 사이클로 컨버터는 분리형 단상 60Hz 정현파 전압을 출력한다. 입력단에 연결된 능동 고조파 필터는 연료전지로부터 유기된 저고조파 전류를 배터리 또는 수퍼캐패시터같은 장시간의 에너지 저장장치 없이 제거한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.81.1-81.1
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• 2015

최근 실리콘(Si) 원재료 가격의 하락으로 인하여, 태양광 시장에서 성능 좋은 저가의 태양광 모듈을 요구하고 있다. 즉, 와트(W)당 낮은 가격의 태양광 모듈을 선호하기 때문에 경쟁력을 갖추기 위하여서는 많은 출력을 낼 수 있는 고효율의 태양전지가 요구된다. 그래서 주목을 받고 있는 것이 N-type 실리콘 기판을 사용한 고효율 태양전지이다. 하지만, n-type Si 기판의 경우, pn 접합의 형성을 위하여서 기존의 열 확산(Thermal diffusion)법에 의한 에미터(Emitter) 형성방법은 양질의 pn접합을 형성하기에는 한계가 있다. 그로 인하여 주목하고 있는 기술이 반도체 공정에서 널리 사용되고 있는 이온 주입(Ion implantation)방식이다. 이 기술은 양질의 에미터 형성을 위하여, 동일한 양의 불순물(dopant) 주입, 정확한 접합 깊이 제어 등이 가능한 방법으로 고효율 태양전지 제작에 필수적이며, 가능한 기술이라고 할 수 있다. 본 발표에서는 어플라이드 머트리얼즈(Applied Materials)사가 보유하고 있는 고효율 태양전지 제작에 필수적인 이온주입방식의 기술과 양산화 가능한 관련장비 등을 소개 하고자 한다.

• 전기화학회지
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• 제15권3호
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• pp.115-123
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• 2012

리튬이차전지의 수요가 소형 휴대용 전자기기에서 중대형 전기자동차와 에너지저장장치로 변화함에 따라, 요구되는 전지 특성도 크게 달라지고 있다. 10년 이상의 장기 신뢰성, 팩 수준의 안전성, 가격 경쟁력 확보 등 기존 소형 전지보다 크게 강화된 요구 조건뿐만 아니라, 고출력 특성도 함께 필요로 한다. 그런데, 출력을 측정하기 위해서는 전압과 전류가 동시에 측정 및 제어되어야 하기 때문에, 기존의 단위셀 용량 측정보다 훨씬 어렵다. 또한, 측정 방법의 선택뿐만 아니라 출력유지시간, 충전상태(State-of-Charge, SOC), Cut-off 조건, 측정온도 등의 측정 조건에 따라서도 그 측정값이 크게 달라지는 경향이 있다. 본 논문에서는 HPPC (Hybrid Pulse Power Characterization)법, J-pulse(Japan Electric Vehicle Association Standards, JEVS D 713)법, 정출력 측정법(Constant Power Measurement)의 측정 원리 및 실제 실험에 어떻게 적용해야 하는지 설명하고, HEV(Hybrid Electric Vehicle)용 단위셀을 이용해 출력법간 측정 결과를 비교 분석한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2336-2338
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• 2000

고효율, 무공해의 신발전 기술인 연료전지 발전은 발전 용량 및 스택구성에 따라 차이가 있으나 기본적으로 저전압, 대전류 특성과 부하에 따라 발전 전압이 크게 변동하는 특성을 갖는 직류전원으로써 이를 상용으로 이용하기 위해서는 연료전지 발전 전력을 안정된 전력으로 변환하여 주는 장치가 필요하며, 이러한 전력 변환장치가 연료전지 발전의 최종 출력 전원의 질을 결정한다. 연료전지 전력변환장치는 전압조절기능, 승압 기능을 가져야 하고, 연료전지 본체와 부하를 안정하게 운전하기 위해 전력변환장치 뿐만 아니라 부하와 연료전지 본체의 운전상태 감지 기능, 각종 장치의 보호와 제어기능을 가져야 한다. 본 논문의 목적은 자동차용 연료전지 출력 전력변환장치의 종합제어장치의 설계를 위해 연료전지 스택시뮬레이터를 개발하는 것이다. 연료전지 스택 시뮬레이터는 연료전지 발전 특성과 일치하는 전력을 출력해 주는 직류전원 공급장치로써 이를 이용하여 연료전지 출력 전력변환장치의 종합제어장치를 충분한 예비실험과 수정, 보완함으로써 연료전지용 전력변환 시스템의 성능개선, 안정성 향상 등을 가질 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.235-235
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• 2009

본 연구는 친환경 신새생 에너지를 이용한 전력 시스템을 개발함으로써 전력 IT인 Smart Grid 기술 활용과 더불어 예기치 못한 정전으로부터 중요한 전자 장비를 보호하는 UPS 기능을 갖는 친환경 3.0kW급 하이브리드 연료전지 UPS 시스템을 개발하는 것이다. 이를 위하여 시뮬레이션 기법을 이용하여 소형 경량화에 따른 구성 부품 배치 합리화 및 발생열 최적화 설계를 도출하였으며, 연료전지용 장수명 밀폐형 Ni-MH전지, 고효율 전력변환기, 하이브리드 PMS의 설계 및 제작과 개발된 3kW급 하이브리드 연료전지 UPS 시스템 기능 및 성능 평가를 공인 기관에서 검증받았다. 본 연구를 통하여 개발된 연료전지용 장수명 100Ah급 밀폐형 Ni-MH전지는 밀폐화와 더불어 장수명화 및 저온 방전 특성이 우수한 뿐만 아니라 KS규격을 모두 만족하였으며, 내구성도 DOD100%에서 1,093cycle의 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 전지 설계 및 제작 기술뿐만 아니라 양산화 관련 기술들이 개발되어 향후 고용량, 고출력, 장수명의 축전지가 필요로 하는 분야에 적용될 수 있는 기반이 마련되었다. 또한 고효율 전력 변환기 및 연료전지과 축전지를 조절하는 PMS을 탑재한 소형 경량화 된 친환경 IT제품의 이미지를 구현하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.224-224
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• 2010

야금학적 정련은 태양전지 소재인 실리콘의 저가화를 통한 태양전지의 단가를 낮추는데 유망한 공정이다. 이중에서도 실리콘의 전자빔정련은 고순도의 실리콘 정련에 효과적인 기술이다. 본 연구에서는 전자빔용융법을 이용하여 실리콘 정련을 수행하였으며, 제조된 실리콘의 미세구조 및 분순물농도를 측정하였다. 고진공의 챔버 하부에 수냉동도가니가 위치해있고, 상부에 100 kW출력의 전자총이 설치되었다. 실리콘은 분쇄 및 세척과 같은 전처리 없이 수냉동도가니에 250g 이 장입되었다. 전자빔때턴은 소프트웨어를 통한 헌혈, 나선형의 경로(path)와 원형의 형상(Shape)이 결합하여 원형패턴과 나선형패턴의 형상으로 실리콘에 조사되었다. 전자빔의 출력을 15 kW로 실리콘을 용융하였고 분당 0.5 kW의 속도로 서냉하였다. 제조된 실리콘은 지름 100 mm, 높이 25 mm의 버튼형상이었으며, 횡방향으로 절단하여 미세구조와 불순물거동을 분석하였다. 미세구조는 광학현미경 (OM) 과 전자현미경 (SEM)을 통하여 관찰하였고 불순물거동은 유도결합플라즈마 분광분석기(ICP-AES) 을 통하여 분석하였다. 장입된 실리콘의 초기순도는 99.5 %이고, 전자빔정련 공정 후 99.996 %까지 향상되었다. 전자빔패턴을 이용한 고순도 실리콘의 정련은 태양전지 소재 개발에 유망한 기술로 활용될 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.483.1-483.1
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• 2014

태양광 시스템의 발전량의 증가로 인하여 높은 전위차에 의한 새로운 형태의 태양전지 모듈의 열화 및 출력 감소가 보고되고 있다. Potential induced degradation (PID) 이라고 불리는 이 현상은 고 전위차가 모듈을 구성하는 태양전지와 프레임 사이에 인가되며 발생하는 열화 현상이다. PID의 발생은 태양전지와 프레임 사이의 누설 전류의 크기를 통하여 간접적으로 설명이 되고 있다. 그리고 PID의 해결 방법으로 이 누설 전류를 줄이기 위하여 모듈의 구성 재료를 변화시키는 연구가 보고되고 있다. 하지만 아직 누설 전류와 출력 감소의 연관성에 대한 설명이 부족하고 정확한 발생 원인은 밝혀지지 못한 상황이다. PID가 발생된 이후 태양전지에 발생된 변화를 관찰하기 위하여 항온, 항습 챔버와 고전압 발생 장치에서 PID 시험을 하였다. 서로 다른 두 종류의 태양전지를 사용하여 시간에 따른 PID 현상의 차이점을 살펴보았고 출력 변화를 light IV로 관찰하였다. 또한 시간에 따른 모듈의 전기적 특성의 변화는 dark IV와 electroluminescence (EL)를 이용하여 측정하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.360-361
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• 2019

본 논문에서는 연료전지용 전력변환 장치에서 높은 승압비를 구현하기 위하여 절연형 풀브릿지 컨버터의 고주파 변압기 2차측을 직렬로 연결한 새로운 DC/DC 컨버터와 이에 적합한 가변 위상변위 스위칭 방식을 제안하였다. 제안된 컨버터는 기존 방식에 비해 정류부와 필터부의 일원화가 가능한 구조로 출력레벨의 증가를 위해 컨버터의 수를 증가 하더라도, 수동소자의 수를 대폭 줄일 수 있다. 제안된 직렬 방식의 컨버터의 출력전압은 기존의 일정위상변위 스위칭 방식으로는 극성이 반대로 되는 구간이 발생하므로, 제안된 전력변환기에 적합한 간단한 가변 위상 변위 스위칭 방식을 적용함으로써, 출력전압의 감소문제를 해결하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 방식의 타당성을 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.683-684
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• 2011

연료전지시스템을 항공기 동력원으로 사용하기 위해서는 요구되는 출력에 필요한 스택성능과 한정된 부피 내 연료전지시스템을 탑재하기 위한 운전장치 구성, 그리고 무게를 최소화하기 위한 부품 및 재료 선정이 필요하다. 스택의 기본성능은 MEA(Membrane electrode assembly)와 기체확산층 구조, 분리판 디자인 및 운전조건 등에 의해 결정된다. 스택의 기본성능은 연료전지시스템을 구성하는 운전장치 구성 및 성능에 의해 달라지기 때문에 어떠한 운전장치를 어떠한 구성으로 설계하는가에 따라서 성능이 변한다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 연료전지시스템을 항공기 동력원으로 사용하기 위해서 고려되어야할 스택과 운전장치의 구성이 성능에 미치는 영향과 운전환경(스택 경사, 고도)이 연료전지 스택성능에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.