본 연구에서는 MicroTec을 이용하여 태양전지의 전류-전압 특성곡선을 분석하였다. 전류-전압 특성곡선은 태양전지의 효율을 나타낸다. 전극이 직접 접촉하는 부분에 고농도 도핑을 하고 전극이 없는 부분에 저농도 도핑으로 전면을 처리한다. 도핑 농도를 $10^{14}cm^{-3}$에서 $10^{17}cm^{-3}$까지 변화시켜 도핑 농도에 따른 전류전압특성을 조사하였다. 또한 태양전지의 최대효율을 얻을 수 있는 도핑 농도를 결정하여 이의 전류-전압특성곡선을 비교 분석 하고자한다.
본 논문에서는 Poly-Si의 불규칙한 Grain boundary 분포로 인해 발생하는 문턱전압의 변화에 대해서도 일정한 전류를 흘려줄 수 있는 전류원을 제안하였다. 기존의 문턱전압 보상 전류원에 비해 넓은 입력전압 범위에서도 포화영역의 특성이 매우 향상되었으며 문턱전압의 변화에 따른 전류의 오차를 감소시킬 수 있었다. 마지막으로 HSPICE 시뮬레이션 과정을 통해 Poly-Si TFT의 특성곡선과 제안된 전류원의 특성곡선을 비교하였으며 각각의 입력전압에 대한 문턱전압의 변화에 따른 출력전류의 상대오차를 측정하였다.
본 연구는 PC1D를 이용하여 태양전지 전류전압 특성곡선및 효율을 분석한 연구이다. 태양전지 전류전압 특성곡선에서 제4상한부분의 면적은 태양전지의 효율을 나타낸다. 곡선인자(Fill Factor)는 개방전압과 단락 전류의 곱에 대한 최대 출력전압과 최대 출력전류의 곱한 값의 비율이다. 본 논문은 태양전지의 최대 효율을 얻기 위해서 도핑 농도를 $1{\times}10^{14}cm^{-3}$부터 $1{\times}10^{17}cm^{-3}$까지 변화시키면서 태양전지의 전류전압 특성곡선 및 최대효율을 분석하였다.
본 논문은 태양광발전 시스템에서 P&O 방식 기반의 제어 기법인 duty 제어와 전류 제어 방식의 최대전력점 추종특성을 동일모드 조건에서 비교하였으며, 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다. Duty 제어 방식은 P-V 특성곡선을 이용하여 전력과 전압의 변화량을 통해 duty 증감을 결정함으로써 동작점을 결정한다. 이와 달리, 전류 제어 방식은 P-I 특성곡선을 이용하여 전력과 전류의 변화량을 통해 전류 지령치를 생성하고 비례-적분제어기를 통해 전류제어를 수행하여 동작점을 결정한다. 두 가지 제어 방식의 정확한 비교를 위해 등가의 ${\Delta}duty$ 및 ${\Delta}I_{ref}$의 값을 선정하여 모드 변화에 따른 ${\Delta}V$의 변화를 동일하게 맞추었다. DC - DC 부스트 컨버터를 이용하여 시뮬레이션과 실험에 두 제어 방식의 태양광발전 시스템을 구성하여 태양광 전압과 전류, 에너지 측면에서 특성을 비교하였다. 최대 전력점이 1.7kW인 특성곡선 조건 하에서, 시뮬레이션과 실험의 결과로 두 방식은 동일 MPPT 모드 시 동일한 동작점에 존재하며, 같은 값의 전력을 출력하여 동일한 성능의 효율을 보임을 검증하였다.
본 연구에서는 Metal-Ferroelecric-Semiconductor FET (MFSFET) 소자의 특성을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션에서는 field-dependent polarization 모델과 square-law FET 모델이 도입되었다. MFSFET 시뮬레이전에서 C-V/sub G/ 곡선은 축적과 공핍 및 반전 영역을 확실하게 나타내었다. 게이트 전압에 따른 캐패시턴스, subthreshold 전류 그리고, 드레인 전류특성에서 강유전체 항전압이 0.5, 1V 일 때, 각각 1, 2V 의 memory window 를 나타내었다. 드레인 전류-드레인 전압 곡선은 증가영역과 포화영역으로 구성되었다. 드레인 전류-드레인 전압 곡선에서 두 부분의 문턱전압에 의해 나타난 포화드레인 전류차이는 게이트 전압이 0, 0.1, 0.2 그리고, 0.3V 일 때, 각각 1.5, 2.7, 4.0 그리고 5.7㎃ 이었다. 시간경과 후의 드레인 전류를 분석하였는데, PLZT(10/30/70) 박막은 10년 후에 약 18%의 포화 전류가 감소하여 우수한 신뢰성을 보였다. 본 모델은 MFSFET 소자의 동작을 예측하는데 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.
CIGS박막 태양전지의 온도에 의한 효율과 전기적 특성 변화를 알아보기 위해 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 각각 100시간을 노출시킨 후 전기적인 특성들을 측정하여 초기 값들과 비교하였다. 태양전지의 온도 스트레스에 의한 특성 및 파라미터들의 변화들을 확인하기 위해 Light I-V와 Minority Carrier의 Lifetime을 측정하여 비교 분석하였다. 실험에 사용한 소자의 초기 파라미터들은 $25^{\circ}C$에서 측정하였고, 단락전류 11mA, 개방전압 0.64V, 곡선인자 60.49%, Lifetime 10.7s 효율 9.17%이다. 각 온도별 노출에 대해 CIGS박막 태양전지의 효율은 $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$에서는 초기 값과 비슷하였고, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 초기 값 대비 54%, 84% 감소 특성을 보였다. 단락전류는 $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $150^{\circ}C$에서는 크게 변화하는 모습이 나타나지 않았고 $200^{\circ}C$에서 63% 감소하였다. 개방전압, 곡선인자, Lifetime은 효율과 마찬가지로 $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 감소하는 모습이 나타났다. $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 개방전압이 9.3%, 18.7%, 곡선인자는 45.8%, 56.3%정도 감소하였다. Lifetime은 64.4%, 80.1%정도 감소하였다. 이 실험을 통해 개방전압과 곡선인자, Minority Carrier의 Lifetime이 일정 온도부터 온도의 영향을 받아 감소하고, 그 영향으로 효율이 감소하게 되는 것을 확인하였다.
이 논문은 동축원통형 전극계에서 임펄스전류에 의한 토양의 절연파괴특성에 관한 것으로 4종의 토양에 대한 절연파괴전압과 전류를 측정하고, 절연파괴를 일으키는 전계의 세기, 절연파괴까지의 지연시간과 전압-전류곡선을 분석하고 검토하였다. 그 결과, 절연파괴전압과 전류 파형은 토양입자의 크기에 의존하며, 자갈과 모래의 절연파괴 전압과 전류 파형은 마사토와 황토의 파형과는 다르게 나타났다. 절연파괴를 일으키는 전계의 세기는 자갈, 모래, 황토, 마사토의 순으로 높았으며, 모든 시료의 전압-전류곡선은 ${\infty}$모양의 교차폐곡선을 나타내었다. 또한 자갈과 모래의 절연파괴까지의 시간지연은 마사토나 황토보다 길게 나타났다. 본 연구 결과는 토양의 이온화를 고려하여 낙뢰전류가 입사되는 접지전극시스템의 과도적 성능의 향상을 위한 설계에 유용한 정보가 될 것이다.
본 연구에서는 asymmetric과 symmetric MOSFET 소자의 drain breakdown 및 snapback 특성을 분석하였다. 실험에서는 두 MOSFET 소자의 동작 영역에서 게이트와 드레인에 각각 전압을 인가하였다. 드레인 전류-전압 곡선으로 부터 drain breakdown 전압과 snapback 전압을 추출하였다. 결과 avalanche breakdown 발생 전의 드레인 전류는 asymmetric 구조의 경우 더 작은 값을 보였으며 이는 asymmetric 구조에서의 drain field 가 더 낮기 때문이다. 따라서 impact ionization은 asymmetric 구조에서 덜 발생하며, snapback 전압은 avalanche breakdown voltage가 작은 asymmetric 구조에서 크게 나타났다.
이 논문은 직류+60[Hz] 교류 중첩전압에서 신품과 노후된 18[kV] 산화아연 서지피뢰기의 누설전류와 전력손실에 대하여 기술하였다. 최대 50[kV]의 직류+60[Hz] 교류를 발생시킬 수 있는 중첩전압발생장치가 설계되고 제작되었다. 피뢰기의 I-V 특성곡선은 전압중첩률 K의 함수로 측정된다. DC와 AC 전압이 중첩된 I-V, R-V 특성곡선은 순수한 직류와 교류곡선 사이에 있고 저전류 영역에서 교차현상이 나타난다. 그 결과 중첩 전압에서 직류 성분의 증가는 ZnO 피뢰기의 전체 누설전류의 저항성분의 증가를 유발한다. 또한 같은 인가전압에서 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류는 상용전원에서 장시간 스트레스 받은 피뢰기가 신품 피뢰기에 비해서 높게 나타났다.
본 논문은 전류에 따른 NiMH 배터리의 성능 변화를 충 방전 실험을 통하여 비교 분석하였다. 따라서 실험을 통하여 NiMH 배터리의 데이터시트에 있는 충 방전 특성곡선과 실제 실험을 통한 충 방전 특성곡선을 비교 분석한다. 또한 충 방전 전류의 크기에 따라 변하는 특성곡선의 차이를 비교 분석한다. 전류 변화에 의한 배터리 분석을 위해 0.2C, 0.5C, 1C, 2C 정전류 충 방전 실험과 동일한 C-rate로 펄스전류로 충 방전 실험을 하였다. 실험을 통해서 얻은 데이터로 1차 Randles 등가회로를 통해 C-rate변화와 잔존용량 변화에 의한 파라미터 분석과 잔존용량-개로전압 곡선에서의 충 방전 히스테리시스를 알아보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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