• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.449.1-449.1
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• 2014

GaAs태양전지는 일반적으로 22%이상의 변환효율을 가지는 차세대 태양전지이다. GaAs태양전지의 변환효율은 태양광이 조사되었을 때, p-type emitter와 n-type base의 p-n접합으로 생기는 Voc, Isc, FF 인자들로 인하여 그 값이 결정되는데, 이때 각 layer의 물리적 parameter에 의해 그 효율이 변한다. 일반적으로는 각 parameter가 증가할 때, 더욱 많은 전자로 인하여, 저 높은 변환효율을 기대할 수 있겠으나, 전자의 재결합이나 mobility의 감소와 같은 이유로 변환효율은 감소 될 수 있다. GaAs태양전지의 base layer의 두께와 도핑농도를 simulation한 결과 두께 $2.6{\mu}m$, 도핑농도 $7{\times}E17cm^{-3}$와 두께 $2.7{\mu}m$, 도핑농도 $8{\times}E17cm^{-3}$에서 25.86%의 가장 높은 에너지 효율을 가짐을 확인 할 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제11권12호
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• pp.401-406
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• 2013

이동통신 시스템에 적용되는 적응변조방식의 변환은 주변 환경을 고려한 변환을 사용하므로, 변환 조건 및 이에 따른 전송량의 변화에 대한 관점에서 다루었으나, 이동통신 단말기와 같이 에너지 효율이 좋아야 하는 경우에는 이러한 적응방식이 성능을 낮게 할 경우가 발생한다. 따라서 전송효율만을 고려하던 기존방식에서 소비 에너지를 고려하고, 프레임 길이를 조절하여 사용하는 적응변조방식을 제어하는 최적화 방식을 제안한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.98-101
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• 2005

변환 효율이 $16\%$에 근접하는 다결정 실리콘 태양전지를 위한 열처리 공정에 대한 연구를 수행하였다. 고속 열처리 공정이 가능한 RTP 를 사용하여 다결정 실리콘 태양전지의 효율 향상에 요구되는 PECVD $SiN_x$ 반사방지막을 이용한 결정 결함의 수소화 효과를 극대화하는 동시에 양산 가능한 screen-printed contacts 의 특성 (FF >0.76) 올 최적화함으로써 다결정 실리콘 태양전지의 변환 효율을 $15.9\%$까지 향상시킬 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.107-109
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• 2010

화석연료 사용으로 발생한 환경 문제와 에너지원 고갈로 생성된 새로운 청정에너지에 대한 중요성은 시간이 지나면서 더욱더 증가해 가고 있다. 청정에너지로 알려져 있는 많은 에너지원 중에 태양의 빛에너지를 전기적 에너지로 변환하여 활용하기 위한 연구는 상당히 많이 이루어지고 있다. 태양전지는 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반영구적인 수명을 가지고 있어 일부 에너지 문제에 도움을 줄 수 있는 에너지원으로 평가받고 있다. 태양전지 기술 개발 방향은 전지의 변환효율을 높이는 방향과 공정 개발 원가를 줄이는방향의 연구들로 진행되어 오고 있다. 태양전지의 변환 효율은 새로운 물질의 개발과 공정 개발을 통하여 연구가 진행되고 있으며, 발전해온 많은 반도체 기술을 통하여 많은 부분 향상되어 오고 있다. 하지만, 반도체 기술 중에 도핑 기술은 많은 부분을 연구되어 왔지만, 아직도 쉽지만은 않은 기술이다. 이러한 기술이 안정화되지 않고서는 높은 효율의 태양전지의 개발은 어려운 일이다. 본 연구에서는 태양전지 제작하는 공정을 단순화 하고 그 공정 중에 어려운 공정으로 알려진 도핑공정에 대한 연구를 진행하였다. 대양한 공정 조건으로 연구가 이루어 졌으며, 그 변화에 따른 온도변화와 소스의 농도 변화에 따른 면저항 값을 분석하였다.

• 에너지공학
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• 제2권1호
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• pp.83-94
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• 1993

엑서지의 개념을 이용하여 에너지변환시스템의 성능을 분석함으로써 시스템의 최적화의 시스템효율을 향상시킬 수 있는 방안을 모색하였다. 복합화력 열병합 발전 시스템을 운전방식에 따라 3가지 시스템조합으로 구분하고 이에 대한 엑서지효율, 그리고 시스템조합의 각 흐름들에 대한 엑서지량과 엑서지 손실량을 계산하였다. 또한 이 양들에 대한 경제적 가치를 평가하고 엑서지 효율이 낮고 비용이 많이 드는 장치를 규명하여 써브시스템의 교체와 보수·유지에 대한 우선 순위를 결정하였다. 이러한 결과는 에너지 변환시스템의 효율향상과 경제적 운영을 위한 계획수립에 도움을 줄 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.362-363
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• 2011

태양광 발전산업에서 현재 주류인 결정 실리콘 태양전지의 변환효율은 꾸준히 향상되고 있으나, 태양전지의 가격이 매년 서서히 하강되고 있는 실정에서 결정질 실리콘 가격의 상승 등으로 부가가치창출에 어려움이 있으며, 생산 원가를 낮출 수 있는 태양전지 제조기술로는 2세대 태양전지로 불리는 박막형이 현재의 대안이며, 특히 에너지 변환 효율과 생산 원가에서 장점이 있는 것이 CIGS 박막태양전지로 판단된다. 화합물반도체 베이스인 CIGS 박막태양전지는 연구실에서는 세계적으로 20.3% 높은 효율을 보고하고 있으며, 모듈급에서도 13% 효율로 생산이 시작되고 있다. 국내에서도 연구실 규모뿐만 아니라 대면적(모듈급) CIGS 박막 태양전지 증착용 장비, 제조공정 등의 기술개발이 진행되고 있다. CIGSe2를 광흡수층으로 하는 CIGSe2 박막 태양전지의 구조는 여러 층의 단위박막(하부전극, 광흡수층, 버퍼층, 상부투명전극)을 순차적으로 형성시켜 만든다. 본 연구에서 광흡수층은 스퍼터링 방법으로 CIG precusor를 먼저 만들고, 그 위에 증발법으로 Se를 증착한 다음, 열처리 조건으로 CIGSe2 박막태양전지를 제작하였다. 제작된 CIGSe2 박막태양전지는 열처리 조건에 따라서 에너지 변환효율이 3.3에서 9.5%까지 다양하게 측정되었으며, 본 연구의 최고효율이 측정된 디바이스에서 개방전압은 0.48 V, 전류밀도는 33 mA/cm였으며, 그리드 전극을 제외한 디바이스의 면적은 0.57 cm2였다. 본 연구에서는 셀렌화 열처리 조건에 따른 CIGSe2 박막태양전지의 효율 측면을 고려하였지만, 더 높은 에너지 변환효율을 갖기 위해서 좀 더 높은 에너지 밴드갭과 개방전압, 낮은 직렬저항과 높은 shunt 저항 값 등의 상호 의존성에 대해서 연구결과들을 논하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.68.1-68.1
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• 2010

염료감응형 태양전지에서 가능한 광전자의 이동경로에 대해 살펴보면 빛 에너지를 흡수한 루테늄계 염료는 기저상태에서 여기상태로 전이한 후 광전자의 반도체 전도띠로 전자주입이 이루어진다. 이러한 전자 중 일부는 반도체산화물의 트랩으로의 전이와 트랩에서 염료 기저상태로의 전이가 일어나고 일부 전자는 전해질의 이온종 또는 산화된 염료와 재결합하는 현상이 일어난다. 본 연구에서는 이러한 전자의 재결합을 막고자 p형 반도체인 NiO paste를 제작하여 $TiO_2$ 광전극 층 위에 코팅하였다. 코팅된 NiO 층은 홀수용체로서 염료에 전자를 제공해 주는 역할과 동시에 $TiO_2$ 가전도대로 이동되었던 전자들이 염료의 기저상태의 홀이나 전해질로의 전자 유입이 이루어지는 전자의 재결합을 막는 방벽의 역할을 동시에 하게 된다. 제작된 염료감응형 태양전지 셀의 에너지 변환효율 특성을 알아보기 위하여 1000 W Xe Arc Lamp와 Air Mass 1.5, filter가 장착된 Thermo-Preal (USA) Solar simulator system을 사용하여 개방전압 (Voc), 광전류 (Isc), fill factor (FF), 에너지변환 효율 (${\eta}$)을 조사하였으며 광학현미경을 통해 염료의 흡착 정도를 비교해 보았다. NiO의 코팅 두께나 NiO 나노입자 크기에 따라 염료감응형태양전지에서 에너지변환효율에 미치는 영향을 조사하였다. NiO가 코팅되지 않은 $TiO_2$ 광전극과 비교해 볼 때 NiO 코팅시 Voc와 Isc의 증가로 인해 에너지변환효율이 20% 이상 향상되는 것을 볼 수 있었다.

• 공업화학
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• 제5권2호
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• pp.255-262
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• 1994

아크용융방법으로 준비한 Ti-5Bi 합금을 산화시켜 제조한 산화티타늄의 에너지변환효율(${\eta}_e$)을 광학농도, 광에너지에 따라서 측정하였다. 그리고 광학농도 및 전해액의 pH변화에 따른 플랫-밴드전압변화를 측정하였다. 광학농도와 광에너지가 증가하면 에너지변환효율은 증가하였으며 광학농도 $0.2W/cm^2$, 조사되는 빛의 에너지가 4.0eV에서 최대 에너지변환효율은 각각 3.2%, 13%로 나타났다. 에너지변환효율은 인가전압 의존성을 보여주었으며 0.5V의 전압을 인가하였을 경우 최대값을 보여주었다. 한편 전체 광전류의 발생은 산화티타늄 공핍층 내의 전자-정공쌍의 생성반응에 의해 율속되었다. 광학농도가 증가하면 플랫-밴드전압은 -0.065V/decade의 기울기를 나타내었으며 전해액의 pH가 감소하면 플랫-밴드전압은 양의 방향으로 이동하였으며 그 기울기값은 0.059V/pH로 Nernst 식의 기울기값과 일치하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.28-32
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• 1994

에너지이용/발전시스템의 개발은 미래의 급격한 전력수요증가 패턴과 에너지소비에 수반되는 환경문제들의 해소 그리고 에너지절약 측면에서의 이용효율 향상 및 열병합(CHP)시스템 구축 등으로 막대한 투자가 요구되고 있는 분야이다. 이 중 에너지의 효율적인 이용과 환경문제와 연계되어 주목을 받고 있는 연료전지는 연료의 cold burning을 통하여 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 electrochemical devices로서 부수적으로 발생되는 배열을 효과적으로 이용할 수 있는 고효율, 저공해 발전시스템이라고 할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.409-410
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• 2016

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 태양광(PV), 풍력(WT) 등과 같은 신재생 에너지 출력안정화, 계통 전력품질 개선, 수용가 에너지효율화 등의 분야에 이용되고 있다. 에너지 저장 시스템은 전력변환장치와 에너지 저장장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어렵기 때문에 일반적으로 DC전원 모의 장치를 이용한다. 또한 배터리를 사용함에 따라 노화가 진행되어 배터리 임피던스 특성이 변화해 에너지 저장 시스템의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 에너지 저장 시스템용 전력 변환장치 및 제어기의 설계 및 현실적인 검증이 가능한 배터리 노화 특성을 고려한 DC전원 모의장치를 개발하기 위한 연구를 진행하였다.