• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.311-352
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• 1996

Peltier 효과를 이용한 열전소자는 열응담 감도가 좋고 선택적 냉각이 가능하며 무소음, 무진동 및 소형화의 장점으로 각종 전자부품의 국부냉각소자로 응용되고 있다. 또한 최근 냉매의 사용없이 냉각이 가능한 열전재료를 이용한 자동차나 가정용 에어컨 및 냉장고 등의 각종 냉방시스템의 개발도 크게 주목을 받고 있다. 기존의 Bi2Te3계 단결정 열전재료는 성능지수는 우수하나, 기계적 취약성에 기인하여 소자가공시 수율 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 단결정에 비해 기계적 강도가 우수한 다결정 열전재료의 제조공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 일환으로 기계적 합금화법을 이용한 열전재료의 제조공정이 연구되고 있다. 원료금속이 고 에너지 볼-밀 내에서의 연쇄적인 파괴와 압접에 의해 합금분말로 변화되는 기계적 합금화 공정은 상온공정으로 이를 사용하여 다결정 열전재료를 제조시 기존의 다결정 열전재료의 제조공정인 "용해 및 분쇄법'과 비교하여 제조단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전자냉각소자용 열전재료로서 상온부근에서 성능지수가 가장 우수한 p형 (Bi,Sb)2Te3 및 n형 Bi2(Te,Se)3 합금분말을 기계적 합금화 공정으로 제조하여 분말 특성을 분석하였으며, 가압소결 후 열전특성의 변화거동을 연구하였다. 순도 99.99% 이상인 Bi, Sb, Te, Se granule을 (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 조성에 맞게 칭량하여 불과 분말의 무게비 5:1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2007.11a
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• pp.197-202
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• 2007

In this study, the cooling characteristics of a liquid cooler using thermoelectric module was experimentally investigated. The experiment was conducted for various inner structures of liquid cooler (4 cases), hot fluid flow rates (0.15-0.25 L/min), number of T.E module (2, 4, 6 set), and the cooling water flow rates (200-600 cc/min) for both parallel and counter flow types. Among the results, better cooling performance geometry was selected. And experiment was also carried out to examine further enhancement of cooling performance by inserting coils (pitches: 0.2, 3, 6 mm) into the hot-fluid channel. Present results showed that the short serpentine type(case2) indicated the best cooling performance. In the case of coil pitch of 3 mm, the best cooling performance was shown, more than 10% increase of the inlet and outlet temperature difference, compared with the case of the cooler without coil. Consequently, the inserted coil pitch should be properly selected to improve cooling performance.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.391-391
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• 2009

결정질 실리콘 태양전지의 통합화에는 최근 열전소자와의 통합화를 통한 연구가 진행이 활발해지고 있으며, 이 경우 주로 태양전지와 열전소자의 박막화를 이용한 방법이 주를 이루고 있다. 이 경우 모듈화를 위해서는 in-line system을 이용한 방법이 강구되고 있으며, 솔라셀과 열전소자를 Tandem 구조에 적용할 경우 미국의 연구소 및 대학의 simulation에 의하면 에너지변화효율을 65%까지 올릴 수 있다는 보고가 되어 지고 있다. 그러나 이 경우 새로운 시설 및 기술의 확보에 큰 자본을 투입해야하는 경제적인 문제가 있다. 또한 최근의 silicon 결정질 solar cell 원료의 가격이 1년전에 비해 1/4로 급격하게 떨어진다는 점에서 박막화에 대한 투자는 일부나라에서 정체의 수준까지 다다르게 되었다. 따라서 본 연구에서는 40X40X3mm 크기의 열전소자를 결정질 silicon 솔라셀에 부착하는 방법으로 통합화를 시도하였으며, 모듈화에는 EVA film을 사용하지 않는 방법을 이용한 batch 법으로 모듈을 제작하고, 그 특성을 비교하였다. 그 결과 통합된 솔라셀-열전 모듈의 에너지변환효율은 동일한 크기의 솔라셀을 사용하여 제작한 모듈에 비해서 $60^{\circ}C$에서 공냉을 이용하여 측정한 결과 약 8% 개선효과가 있었으며, 보다 더 나은 결과를 도출하기위해 열전소자쪽에 냉각수나 냉각판을 설치하는 시도가 요구된다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.16 no.1
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• pp.62-69
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• 2004

Thermoelectric module is a device that can produce cooling in a direct manner using the electrical energy. The purpose of this study is to investigate the performance of thermoelectric module and cooling system equipped with the thermoelectric module. The performance of a thermoelectric module is estimated using two methods; theoretical analysis based on one-dimensional energy equations and experimental tests using heat source, heat sink and brass conduction extenders. For the thermoelectric cooling system, the temperatures in the chamber are recorded and then compared with those of lumped system analysis. The results show that the cooling capacity and COP of the thermoelectric module increases as the temperature difference between hot and cold surface decreases, and there is particular current at which cooling capacity reaches its maximum value. The experimental results for the thermoelectric cooling system are similar to those of lumped system analysis.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.1
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• pp.43-49
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• 2015

In recent years, the amount of heat generated inside of the computer has more increased because of high performance, multi-function, miniaturization and light weight. It is necessary to control the effective heat generation to improve performance and life extension of the computer. In this study, thermoelectric cooling system was manufactured using thermoelectric module and was attached to computer in order to control the heat generated inside computer. And the temperature distributions inside computer were experimentally measured and compared with and without thermoelectric cooling system to investigate the effect of cooling system. Also, to estimate the new cooling system which can substitute for the existing computer cooling system, temperature distributions inside computer were calculated by numerical analysis when there was no cooling system and was applied only cooling system to computer.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.5 no.1
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• pp.6-12
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• 1968

Experiments have been made on alloys to determine the practicability of using the Peltier effect in a thermoelectric devices. The cooling and heating results of thermoelectrie material coposed of n and p type BiTe are used, whose properties are; , , , , and K: thermal conductivity. The temperature of the cold part has been measured in veccum with respect to the temperature of the hot part. The experiment result agreed fairly with expectation such as was 42 degree C.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.81-81
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• 2018

Bi-Te계 열전소자는 상온에서의 열전 효율이 우수하기 때문에 항공, 컴퓨터 등의 열전발전 또는 열전냉각 모듈에 널리 사용된다. 이 열전소자를 활용한 열전모듈은 다수의 n형 및 p형 열전소자가 세라믹 위에 형성된 Cu 전극에 전기적으로 직렬이 되도록 서로 솔더링 접합이 되어 있는 구조를 가지고 있다. 이처럼 직렬 연결된 방식에서는 높은 접합강도를 필요로 한다. 열전모듈 제작 시 Bi-Te 계 소자를 바로 Cu 기판에 접합시키면 솔더에 들어있는 Sn과 기판의 Cu가 접합하는 과정에서 소재 내로 확산하여 접합강도를 저하시킨다. 이러한 열전모듈의 접합강도 저하를 막기 위해 무전해 Ni-W-P 도금층을 확산 방지층으로 적용하였다. 본 연구에서는 Ni-W-P 도금이 Bi-Te 계 열전 모듈의 접합강도에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에서는 Bi-Te계 열전소자에 양호한 밀착성을 가지는 Ni-W-P 도금층을 형성시키기 위해서 알루미나 분말을 이용한 sand-blasting 방법을 사용하여 Bi-Te 소재 표면에 분사하는 방법으로 표면을 거칠게 하였다. 그 후 무전해 Ni-W-P 도금을 $85^{\circ}C$에서 20분간 실시하여 약 4um의 Ni-W-P 도금층을 형성시켰다. 열전 모듈은 Sn-Ag-Cu 솔더를 사용하여 제작하였으며 접합강도는 Bonding tester를 사용하여 측정하였다. 제작한 열전 모듈의 단면 및 파단면 관찰을 통하여 접합강도가 변하는 요인을 조사하였다. 제작한 열전 모듈의 단면을 FE-EPMA로 관찰한 결과 Ni-W-P 도금층이 Bi-Te 소자와 Sn과 Cu사이의 확산을 방지하는 확산방지층 역할을 하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 열처리 전 열전모듈과 200도, 150시간 열처리 후 접합강도를 각각 측정해 본 결과, 열처리 후의 접합강도가 상승하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 Bi-Te계 열전모듈 제작에 무전해 Ni-W-P 도금층을 형성시키므로 인해 확산방지층의 생성과 접합강도의 상승에 도움을 주었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1998.05a
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• pp.95-103
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• 1998

오늘날 전기 철도 차량의 속도제어방식에는 A.C모터의 속도를 제어하는 방식을 많이 사용하고 있고 이 경우 여러 개의 GTO thyristor와 다이오드가 필요하다. 그런데 이러한 반도체 소자들은 전기 부하의 일부를 저항열로 소모하며 반도체의 용량에 따라 차이가 있으나 전기 철도 차량의 경우 약 1~2㎾의 열이 발생한다. 따라서 이들 소자들이 적정온도범위(100~12$0^{\circ}C$미만)를 유지하기 위해서는 소자의 내부저항열을 외부로 방출시켜야 한다. 지난 30여 년 동안 이러한 반도체 소자 냉각에는 강제대류, 침적 비등, 히트파이프식 냉각방법이 적용되어 왔다. 최근에는 히트파이프식 냉각방법이 유지보수, 크기 및 중량 등 여러 측면에서 상대적으로 유리하기 때문에 히트파이프식 냉각방법을 주로 사용하고 있다. (중략)

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.9 no.3
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• pp.131-136
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• 2009

The thermoelectric effect is the direct conversion of temperature differences to electric voltage and vice versa. A thermoelectric device creates a voltage when there is a different temperature on each side. Conversely when a voltage is applied to it, it creates a temperature difference. This effect is used in this paper to cool objects or to heat them. A cooling/warming system with thermoelectric device is introduced and controlled with PC and LabVIEW.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.9 no.7
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• pp.799-804
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• 2014

To combine to the power transmission, photovoltaic inverter is demanded, because the photovoltaic system is generated direct current power. However, photovoltaic inverter is sensitive to high temperature. In the temperature rising such as at noon and on summer, efficiency of machine is decreased due to the loss increment. Because this problem causes national energy loss according to the expanding the photovoltaic industry, countermeasure is demanded. There, in this paper, we installed a cooling system using a thermoelement regardless of the temperature. Also, we analyze the cooling effect according to the position of two fans which improve the effect maximize.