• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.315-316
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• 2012

전기도금법으로 제조한 $Ni-TiO_2$ 복합체에 교반 속도가 전류효율에 미치는 영향을 연구하였다. 교반은 공기를 불어넣은 공기교반과 자석막대를 회전시킨 자석교반으로 나누어 실시하였다. 교반 속도는 공기교반의 경우에는 0.5, 1.0, 1.5 L/min, 자석교반의 경우에는 100, 200, 300, 400, 500 rpm으로 변화시켜 $Ni-TiO_2$ 복합체의 전류효율과 순수 니켈의 전류효율 변화를 관찰하였다. 순수 니켈의 경우 전류효율이 두 종류의 교반 방식 모두, 속도가 높아질수록 다소 감소하였으나, 그 폭이 크지 않았다. 반면, $Ni-TiO_2$ 복합체의 경우에는 교반 속도가 높아지면, 전류효율이 급격히 감소하였다. 특히, 공기교반의 경우에는 1.0L/min에서 1.5L/min으로 교반속도가 증가하면 전류효율이 크게 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.356-356
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• 2012

InGaN/GaN LEDs는 1993년에 처음 소개 된 이래로, 성장, 제품 면에서 끊임없는 발전을 이루어 왔다. 따라서 GaN 기반의 LED는 조명, 디스플레이 그리고 후광 발광판 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 현재 GaN 기반의 LED는 낮은 작동전류에서 높은 내부, 외부 효율을 보인다고 알려져 있다. 그러나 LED는 보통 높은 작동 전류에서 사용하고 있는데 이 전류 값에서 'Efficiency Droop'이라 하는 효율 저하가 나타난다. 이 현상의 원인으로는 결함, Auger 영향, 캐리어 누설, 격자 불일치로 인한 내부 장 효과, 그리고 온도의 영향 등이 이 효율저하를 일으키는 주된 원인으로 생각되고 있다. 하지만 최근 효율저하의 원인에 대하여 결함, 그리고 온도 변화의 실험 등을 통하여 실험적으로 Auger 영향은 효율 저하의 원인으로 가능성이 매우 낮고 누설 전류가 효율저하의 주된 원인의 가능성이 높다고 많은 그룹에서 문제제기를 하고 있는 추세이다. 이 연구에서, 효율저하의 특성을 분석하기 위하여 GaN 기반의 EBL이 있는 LED와 없는 LED를 이용하였다. I-V 곡선, 주입 전류에 따른 반치폭의 변화와 스펙트럼의 변화, 그리고 외부 효율 등의 비교 분석을 통하여 효율 저하의 원인이 누설 전류에 의함이라고 분석을 할 수 있었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.259-260
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• 2011

디지털 제어기에 의해 동작하는 단방향 DC-DC컨버터는 불연속 전도모드 구간에서 입력전류 기준치와 평균입력전류사이에 오차가 존재하여 MPPT 추종이 부정확하고 MPPT 효율 역시 낮아진다. 따라서 본 논문은 전류제어를 하는데 전류오차율을 2%까지 최소화할 수 있는 전류게인 전향보상기법을 이용하여 DCM 구간에서도 98%이상의 MPPT효율로 MPPT 수행이 가능함을 실험으로 증명하였다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.77-79
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• 2001

본 연구에서는 전기분해에 의한 양식장 배출수중의 유기물질 및 암모니아를 전류밀도, 전극간격에 따른 제거 특성을 살펴보았다. 전극간격 및 전류밀도에 따른 제거효율은 전극간격이 가까울수록, 전류밀도가 클수록 제거효율은 증가하였다 유기물질은 107.5A/$m^2$의 전류밀도에서 반응기 체류시간 8분동안 98.5%, 암모니아는 전류밀도를 107.15A/$m^2$로 유지하고, 간격을 변화시키면서 반응기 체류시간 120sec동안 암모니아의 제거율을 보면 92.6%의 제거효율을 나타내었다.

• Membrane Journal
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• v.12 no.3
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• pp.171-181
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• 2002

The parameter which determines the plateau length of current-voltage curve for ion- exchange membranes was studied at various concentrations of NaCl and different flow rates. Moreover, the feasibility of the electrodialytic removal of 0.1 M NaCl solution at various current densities was tested by assessing the electrodialysis performance parameters such as salt removal efficiency, current efficiency, energy consumption and water dissociation. The diffusion boundary layer (DBL) thickness decreased with the NaCl concentration and flow rate of fled solution and it was observed that the plateau length of current-voltage curves was related with the DBL thickness. The removal efficiency and current efficiency were not affected significantly by the current densities even at the overlimiting current region indicating that most current were passed by electrolyte, and water dissociations are not responsible for the overlimiting current. Energy consumption increased when the current density supplied exceeded the limiting current density (LCD) values, because additional energy was necessary to overcome the plateau potential. Beyond the LCD values the energy consumption required to get a certain removal efficiency was not affected by the current density applied. The result suggests that it is allowed to operate electrodialysis processes at as high as possible current density unless water-splitting does not occur.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.311-311
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• 2014

III-N계 물질로 이루어진 GaN 기반의 광 반도체는 직접 천이형 넓은 밴드갭 구조를 갖고 있기 때문에 적외선부터 가시광선 및 자외선까지를 포함한 폭 넓은 발광파장 조절이 가능하여 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있다. 하지만, GaN기반의 발광 다이오드는 많은 연구기관들의 오랜 연구에도 불구하고 고출력을 내는데 있어 여전히 많은 문제들이 존재한다. 그 중, 주입전류 증가에 따른 효율감소 현상은 출력을 저해하는 대표적인 요소로 알려져 있는데, 이전의 연구 결과에서 알려진 효율감소 현상의 원인으로 결정결함에 의한 누설전류, Auger 재결합, 이송자 넘침 현상 그리고 p-n접합부의 온도 상승 등의 현상이 알려져 있다 [1-2]. 하지만 여전히 주입 전류 증가에 따른 효율 감소 현상의 원인에 대해 명확한 해답은 없으며 아직도 많은 논의가 이루어 지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 GaN기반의 청색 및 녹색 LD와 LED소자를 이용하여 주입전류 밀도의 변화에 따른 자발 발광 영역에서의 효율감소 현상의 원인을 규명하고 한다. 유기금속화학증착법(MOCVD)를 이용하여 c면 사파이어 위에 서로 다른 발광파장을 가지는 InGaN/GaN 다중양자우물구조의 질화물계 LED와 LD 박막을 제작하였으며 성장 구조에 의한 특성으로 인해 발생하는 효율 저하 현상을 방지하고자 InGaN/GaN으로 이루어진 다중양자우물층의 조성만 제어하여 청색과 녹색으로 발광하도록 하였다. 청색 및 녹색 LD 웨이퍼들을 이용하여 주입전류 증가에 따른 발광특성을 조사하기 위해 LD와 LED는 표준 팹 공정에 의해 제작되었다. 전계 발광 측정을 위해 상온에서 직류 전류를 주입하여 GaN계 청색 및 녹색 LED와 LD에 각 5 mA/cm2에서 50 mA/cm2까지 전류밀도를 증가시킴에 따라 LD 및 LED칩 형태에 상관없이 청색 LD와 LED의 파장은 약 465nm에서 약 458nm로 감소하였고 녹색 LD와 LED의 파장은 약 521nm에서 약 511~513 nm까지 단파장화가 발생했다. 이는 동일한 웨이퍼에 동일한 전류 밀도를 주입하였기 때문에 발생하는 것으로 판단된다. 그러나, 청색 LED의 효율은 50 mA/cm2에서 약 70%정도로 감소하고 반면 녹색 LED의 경우 동일한 전류밀도 하에 약 52%정도로 감소하였지만, 청색과 녹색 LD의 경우 동일한 전류 밀도의 범위 내에서 더욱 낮은 효율저하 현상을 나타내었다. 또한, 접합 온도를 측정한 바 청색소자가 녹색 소자에 비하여 낮은 접합 온도를 나타낼 뿐아니라, 청색 및 녹색 LD의 경우 LED 보다 낮은 접합 온도를 나타내고 있었다. 이는 InGaN 활성층의 In 조성이 증가할수록 비발광 센터에 의한 접합온도 상승 뿐 아니라, LD ridge 구조에서 더 많은 열이 방출되어 접합 온도가 감소될 수 있는 것으로 판단된다. 우리는 동일한 웨이퍼에 LED와 LD를 제작하였고, 동일한 전류 주입밀도를 인가하였기 때문에 LD와 LED의 효율 감소 현상의 차이는 이송자 넘침 현상, 결정 결함, 오제 재결합 등이 원인보다 활성층의 접합 온도 상승이 가장 큰 영향이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.91-92
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• 2011

단방향 DC-DC컨버터는 불연속 전도모드(Discontinuous Conduction Mode:DCM)구간에서 전류기준치와 실제 흐르는 평균전류와의 오차가 존재하여 MPPT추종이 어렵거나 불가하다. 따라서 본 논문은 전류제어를 하는데 전류오차율을 2%까지 최소화할 수 있는 전류게인 전향보상기법을 이용하여 DCM 구간에서도 98%이상의 MPPT효율로 MPPT수행이 가능함을 실험으로 증명하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.63.1-63.1
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• 2010

실리콘 박막 태양전지의 효율을 향상시키기 위해 밴드갭이 다른 흡수층을 적용한 tandem형 적층 태양전지를 이용하고 있다. 일반적으로 1.7eV이상의 밴드갭이 큰 비정질 실리콘을 이용하여 단파장의 빛을 흡수하고, 상대적으로 낮은 1.1eV 정도의 밴드갭을 갖는 미세결정 실리콘 층으로 장파장을 흡수하게 된다. 이렇게 연결된 tandem형 태양전지의 효율을 극대화하기 위해서는 각 태양전지에서 발생하는 전류 밀도를 일치시키는 것이 필요하다. 이를 위해 비정질 실리콘의 두께가 증가되는 경우가 있는데 이러한 경우 비정질 실리콘의 광열화 특성(Lihgt-induced degradation)으로 안정화 효율이 감소하게 된다. 따라서 비정질 실리콘 태양전지의 전류 밀도를 향상 시켜 두께를 최소화하는 것이 매우 중요하다. Tandem형 태양전지에서 비정질 실리콘 태양전지의 전류 밀도를 향상시키기 위해 두 개의 전지사이에 광 반사층을 적용하여 태양전지를 제조하게 된다. 이러한 경우 비정질 실리콘의 전류 밀도는 증가하지만, 광 반사 층의 장파장 흡수로 인하여 하부 태양전지의 전류 밀도 감소가 더 커지게 되어 전체 발생 전류 밀도는 오히려 감소하게 된다. 본 논문에서는 비정질 실리콘의 밴드갭을 제어하여 광 흡수 파장 영역 확대로 전류 밀도를 향상시키는 연구를 진행하였다. PECVD의 RF power 조건을 제어하여 1.75eV에서 1.67eV까지 밴드갭을 변화시켰다. 이와 같은 조건의 박막을 광 흡수층으로 갖는 p-i-n 구조의 비정질 실리콘 태양전지를 제작하였다. i층의 밴드갭이 감소됨에 따라 장파장 영역의 흡수가 확대되어 전류 밀도가 증가 하였지만, Voc의 감소가 컸다. 이는 i층의 밴드갭이 좁아짐에 따라 p층과의 불연속성이 커졌기 때문이다. 이러한 악영향을 줄이기 위해 p층과 i층 사이에 buffer층을 삽입하여 태양전지를 제작하였다. 이와 같은 최적의 buffer층 삽입을 통하여 불연속성을 줄임으로써 Voc의 상승효과를 확인하였다. 본 연구의 결과로 좁은 밴드갭을 갖는 광 흡수 층을 적용하여 전류 밀도를 향상시키고, 최적화된 buffer층 삽입으로 Voc를 향상시킴으로써 고효율의 비정질 실리콘 태양전지를 제작하였다. 이를 tandem형 태양전지에 적용할 경우 초기 효율뿐만 아니라 얇은 두께에서 제조할 수 있기 때문에 광열화 특성이 향상되어 안정화 효율의 증가를 가져올 수 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.109-111
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• 2020

본 논문에서는 ESS용 전류원 Dual-Active-Bridge 컨버터의 저 부하 및 고 부하에서의 효율 향상을 위한 하이브리드 스위칭 알고리즘을 제안하고자 한다. 전류원 DAB 컨버터는 인터리브 구조를 이용하여 배터리 단의 입력 전류 리플을 저감할 수 있고, 전력 변환 효율 개선을 위한 다양한 제어 변수를 도입할 수 있는 등의 장점으로 인해 DC 마이크로그리드에서 ESS용 절연형 양방향 DC/DC 컨버터로 주목받고 있다. 그러나 전류원 DAB에서 종래의 전력 제어 방법인 펄스폭 변조 방식과 위상천이가 결합된 방법 (PWM plus Phase Shift, PPS)의 경우 저 부하 조건에서 높은 피크 전류로 인해 도통 손실이 크며, 펄스폭 변조 방식과 이중 위상천이가 결합된 방법(PWM plus Dual Phase Shift, PPDPS)의 경우 고 부하 조건에서 영전압 스위치 영역이 좁아져 효과적이지 않다. 따라서 본 논문에서는 2차 측의 펄스폭과 위상천이를 독립적으로 제어하는 하이브리드 스위칭 알고리즘을 통해 순환전류를 감소시키고 영전압 스위치 영역을 확장시켜 저 부하 및 고 부하 모두에서 효율을 향상시키고자 한다. 1-kW급 전류원 DAB 컨버터 시작품을 통해 제안된 하이브리드 스위칭 알고리즘의 효율성과 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.395.1-395.1
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• 2014

차세대 디스플레이 소자 기술로 많은 주목을 받고 있는 유기발광소자는 현재 전류효율 향상과 낮은 구동전압과 관련하여 연구가 활발하게 진행되고 있다. 음극과 양극 전극에서 유기물 층으로 전자와 정공의 주입이 많아져도 유기발광 층에서 재결합하는 전자와 정공의 균형이 맞지 않으면 전류 효율과 휘도가 낮아지는 문제점이 있다. 유기발광소자에서 홀 주입 층으로 사용하는 자기조립박막층은 일반적인 유기발광소자에서 정공의 이동도가 낮은 단점을 보완하여 발광층에서 전자와 정공의 균형을 향상하여 전류효율을 향상과 낮은 구동전압 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 홀 주입 층으로 사용되는 각각의 자가조립박막을 형성할 물질이 용해되어 있는 에탄올 용액에 ITO를 담가 자가조립박막을 ITO 위에 형성 시킨다. 각각의 홀 주입 층으로 사용된 자가조립박막층의 chain group의 길이와 ITO와 결합하는 head group에 따라 달라지는 쌍극자 모멘트에 의한 홀 주입의 변화를 통해 각 소자의 전류효율과 구동전압 관찰할 수 있었다. 자가조립박막층의 chain group의 길이가 길어질수록 전극으로부터 유기물 층으로의 홀 주입을 방해하여 발광 층에서의 전자와 정공의 재결합 균형이 무너짐으로써 전류효율과 휘도가 낮아지는 경향을 볼 수 있었다. 이 연구 결과는 자가조립박막층을 홀 주입 층으로 대체하는 구조로 유기발광소자의 효율 향상에 대한 기초자료로 활용할 수 있다.