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SOG렌즈를 적용한 집광형 태양전지모듈 특성 (A Characteristics of the Applied SOG Lens for the CPV Module)

  • 정병호;이강연;박주훈;문은아;이상현;김대곤
    • 전기학회논문지P
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    • 제61권2호
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    • pp.97-102
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    • 2012
  • CPV system in the desert areas or areas near the equator, as is suitable for high-temperature region. As compared to silicon solar cells, CPV system have a high proportion of a BOS (balance of system). Solar cells because of its low proportion when designing a module technology is applied in a variety of ways. Applied to the CPV system is classified into two kinds of optical technology. One of those using fresnel lens uses refraction of light energy. The other is a mirror reflection of the structure using sprays. Both of these two ways to condense the sun to collect solar cell is a form of light. And goals by using a small solar cell materials is to produce more energy. In this paper, suitable for a domestic environment, with the aim CPV Manufacturing Technology, built on a variety of modular process technology to the development of a prototype performance analysis was carried out. In particular, silicone coated on the glass by the method of implementation of the Fresnel lens SOG(Silicon on glass) by applying the lens to absorb the solar spectrum was broad. In addition to, for the analyze to characteristics of the CPV module, developed CPV module performance and generating characteristics studied. These related technology through research and development of high-performance multi-junction solar cells, modules, development of concentrating solar power systems to facilitate the growth of the market is considered to be.

유리와 PET 기판에 잉크젯 인쇄된 실버 도선의 레이저 소결 (Laser Sintering of Inkjet-Printed Silver Lines on Glass and PET Substrates)

  • 김명기;강희석;강경태;이상호;황준영;문승재
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권11호
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    • pp.975-982
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    • 2010
  • 잉크젯으로 인쇄된 실버 도선의 레이저 소결에 관한 연구를 수행하였다. 요구적출(DOD) 방식의 잉크젯 프린터를 이용하여 서로 다른 두께의 유리와 PET 기판에 실버 나노 잉크를 이용한 미세 도선을 인쇄하였으며, 인쇄된 실버 도선에 집광된 레이저 빔을 조사하여 소결하였다. 레이저 강도와 조사 시간을 달리하여 소결된 실버 도선의 비저항을 측정하였으며, 오븐을 이용한 소결 처리 결과와 비교하였다. 단순화된 이론식으로부터 레이저 강도, 조사 시간, 표면 반사율 및 기판의 물성에 따른 온도 증가를 추산하였으며, 추산된 온도 증가와 레이저 소결에 의한 전기전도도 향상의 관계에 대하여 논의하였다.

방열 특성에 따른 집광형 태양전지의 광전변환효율 변화에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Heat Transfer Characteristics of the Conversion Efficiency in the Concentrated Photovoltaic Cells)

  • 김강호;정상현;김영조;김창주;전동환;신현범;이재진;강호관
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제2권4호
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    • pp.168-172
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    • 2014
  • Under concentrated illuminations, the solar cells show higher efficiencies mainly due to an increase of the open circuit voltage. In this study, InGaP/InGaAs/Ge triple-junction solar cells have been grown by a low pressure metalorganic chemical vapor deposition. Photovoltaic characteristics of the fabricated solar cells are investigated with a class A solar simulator under concentrated illuminations from 1 to 100 suns. Ideally, the open circuit voltage should increase with the current level when maintained at the same temperature. However, the fabricated solar cells show degraded open circuit voltages under high concentrations around 100 suns. This means that the heat sink design is not optimized to keep the cell temperature at $25^{\circ}C$. To demonstrate the thermal degradation, changes of the device performance are investigated with different bonding conditions and heat sink materials.

광학적 검출을 위한 PDMS 마이크로렌즈의 제작 (Fabrication of PDMS microlens for optical detection)

  • 박세완;김현철;전국진
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권4호
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    • pp.15-20
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    • 2009
  • 레이저 광 산란을 이용한 검출 시스템 및 레이저를 이용한 광학적 검출에 있어서 높은 발광 강도를 통해 궁극적으로 높은 효율의 광 산란 신호를 광검출기에서 얻기 위해서는 발광 레이저빔을 미세유체 칩의 채널 중앙에 집광하는 것이 매우 중요하다. 본 논문을 통해 레이저 광 산란을 이용한 세포 검출을 위해 PDMS 마이크로렌즈가 집적화된 PDMS 미세유체 칩을 소개하고자 한다. 기존에 제작된 PDMS 미세유체 칩 위에 간편히 정렬하여 올려놓아 사용함으로써 검출 효율을 증가시킬 수 있는 PDMS 마이크로렌즈를 제작하였다. PDMS 마이크로렌즈는 포토레지스트 리플로우와 PDMS 복제 몰딩에 의해 제작되었다. 이 제작 방법은 간단하며 높은 치수 정확성 및 좋은 마이크로렌즈의 성능을 제공한다. PDMS 미세유체 칩 위에 집적화된 PDMS 마이크로렌즈가 적혈구를 이용한 레이저 광 산란을 통한 세포 검출 실험에서 레이저 강도를 증가시켜 신호대잡음비 및 감도를 증가시킴을 검증하였다.

생물 광자의 이차원 영상을 위한 렌즈계 최적화와 장치 구성 (Optimum Lens Organization and System Set-up for 2-Dimensional Imaging of Biophoton)

  • 이승호;심성보;김재순;양준모;이창훈;소광섭
    • 한국광학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.519-526
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    • 2004
  • 초 미약 생물광자의 이차원적 영상을 얻기 위해 고속 초고감도 CCD 사진기를 검출기로 사용한 실험 장치를 고안하였다. 본 장치에는 식물의 잎으로부터 방출하는 지연광 (delayed luminescence)를 발생시키기 위한 조명 장치를 설치하였으며, 조명 장치와 검출기에 있는 셔터들은 서로 연동되어 동작하도록 이루어졌다. CCD 사진기에 사용된 렌즈계는, 상용렌즈들로만 구성되었는데, 시료에서 나오는 생물광자의 집광 효율 (collection efficiency)을 높이도록 최적화된 렌즈 설계에서 나온 결과를 기초로 하였다. 이 장치들을 다용도 암 상자에 장착하여 사철나무 잎에서 나오는 지연광의 영상을 성공적으로 얻었다.

집적화된 분광모듈 구현을 위한 고분자 기반의 비등간격 평면나노회절격자 제작 (Fabrication of a Polymeric Planar Nano-diffraction Grating with Nonuniform Pitch for an Integrated Spectrometer Module)

  • 김환기;오승훈;최현용;박준헌;이현용
    • 한국광학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.53-58
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    • 2017
  • 본 논문은 집적화된 소형의 분광모듈 구현을 위한 나노회절격자의 설계 및 제작에 관한 연구이다. 제안된 평면 구조의 나노회절격자는 회절격자로부터 반사된 빛을 집광하기 위하여 비등간격의 구조로 설계되었으며, 400 nm에서 650 nm까지의 파장 대역폭에서 균등한 분해능을 가지도록 비대칭 V 홈 구조를 가지도록 설계되었다. 최적 설계된 나노회절격자를 저가, 대량 생산에 적합한 UV-NIL 공정을 통해 제작하기 위하여 FT-IR 흡수스펙트럼을 분석하였으며, 이를 통해 5 nm 이내의 치수 정밀도를 가진 고분자 나노회절격자를 제작 할 수 있었다. 제작된 고분자 기반 나노회절격자를 이용한 집적형 분광모듈은 250 nm의 파장 대역폭에서 각 첨두파장의 기준으로 5 nm의 균등한 파장 분해능을 확인하였으며, 이는 다양한 분광모듈의 적용분야에 적용될 것으로 기대된다.

외계행성 탐색시스템 광시야 망원경과 돔 인클로져의 유지보수 및 성능개선 (Maintenance and Improvement of KMTNet Telescope and Enclosure)

  • 이용석;차상목;이충욱;김승리;이동주;전영범;박홍수;진호
    • 천문학회보
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    • 제43권1호
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    • pp.39.4-40
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    • 2018
  • KMTNet 광시야 망원경의 성능 개선을 위해 2017년에 이루어진 주요 작업으로 주경 배플(baffle) 설치, 주경 코팅, 돔 플랫(dome flat) 장치 설치에 대해 발표한다. 망원경 주경의 가장자리(turn down edge)는 경면 가공이나 코팅 상태가 균질하지 않을 수 있으며, 이로 인한 난반사는 밝은 별 주위에 넓은 wing profile과 여러 갈래의 방사상 빛줄기를 만든다. 이런 난반사를 제거하기 위해 주경면 바로 앞에 배플을 설치하였다. 주경의 광학 성능과 집광력이 최적이 되도록 배플 내부 직경 값을 1,580 mm로 조정하여 설치한 결과, 관측 영상에서 별의 영상이 크게 개선되었다. 호주 관측소는 상대적으로 습기가 높아서 망원경 주경의 반사율이 빨리 낮아졌으며, 이를 개선하기 위해 기존의 코팅(protected silver)을 제거하고 알루미늄으로 새로 코팅하였다. KMTNet 3개 관측소는 주경의 반사율과 코팅 면의 확대 영상을 정기적으로 모니터링하여 광학 성능의 변화를 추적하고 있다. 밤하늘 플랫(twilight sky flat) 영상을 보완하기 위해, 돔 인클로져에 플랫 스크린과 광원을 설치하여 돔 플랫 영상을 획득하였다. 마지막으로 KMNet 관측시스템을 운영하며 발생한 돔 회전 및 돔 셔터 구동부 문제 등에 대해 소개하고, 문제 발생 원인과 주기, 문제 해결 방안을 발표한다.

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조명용 고출력 백색 LED와 프레넬 렌즈를 이용한 가시광 통신 성능연구 (Performance Investigation of Visible Light Communication Using Super Bright White LED and Fresnel Lens)

  • 김민수;손경락
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.63-67
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    • 2015
  • 백색 발광 다이오드는 조명과 통신이 동시에 가능하여 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 고출력 백색 LED와 저가형 광 다이오드, 프레넬 렌즈로 구성된 가시광 통신의 특성을 연구하였다. LED 구동회로는 고전력 MOSFET과 MOSFET 전용 구동칩을 사용하여 LED가 고속으로 온오프 되게 스위칭 하였다. 사용한 LED의 대역폭은 8 MHz로 측정되었다. 그러나 실내 조명환경을 고려한 500 lx 조도 하에서 통신 속도는 PIN 광 다이오드인 SFH213의 낮은 스펙트럼 감도와 낮은 신호전력으로 인해 1 Mbps까지만 가능하였다. 시스템 대역폭을 확장하기 위하여 프레넬 렌즈를 적용한 경우 수신단의 PIN 광 다이오드에 LED의 집광된 광 전력이 입사되도록 하여 LED의 대역폭까지 변조될 수 있었다. 프레넬 렌즈에 의한 신호대 잡음비는 40 dB 이상 향상되었다.

다채널 체적식 태양열 흡수기에서 열전달 수치해석 (Numerical Analysis of Heat Transfer in Multichannel Volumetric Solar Receivers)

  • 이현진;김종규;이상남;강용혁
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권12호
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    • pp.1383-1389
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    • 2011
  • 본 연구는 태양열 발전에 사용하는 공기식 다채널 체적식 흡수기의 일관성 있는 열전달 해석에 초점을 두고 있다. 이를 위해 흡수 소재 물성과 채널 형상 변화의 영향을 몬테카를로 광선추적법에 기반한 광학 모델과 전도, 대류, 복사를 고려한 1 차원 열전달 모델에 동시에 반영하였다. 광학 모델 결과는 채널 반경 대비 길이의 형상비가 매우 커서 대부분의 태양 에너지는 15 mm 이내의 짧은 길이에서 흡수됨을 증명하고 있다. 복사 열손실 분류를 통해 채널의 낮은 흡수율에서는 방사 손실은 줄지만 반사손실이 증가하여 흡수기 효율이 감소하는 것을 보였다. 큰 채널 반경이나 작은 질량 유량으로 인해 흡수기 평균 온도가 상승할 때, 방사 손실과 반사 손실 모두 증가하지만 방사 손실의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

다중조사 복셀 매트릭스 스캐닝법을 이용한 이광자 중합에 의한 마이크로 3차원 곡면형상 제작 (Fabrication of Three-Dimensional Curved Microstructures by Two-Photon Polymerization Employing Multi-Exposure Voxel Matrix Scanning Method)

  • 임태우;박상후;양동열;공홍진;이광섭
    • 폴리머
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    • 제29권4호
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    • pp.418-421
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    • 2005
  • 본 연구에서는 나노/마이크로 소자 및 MEMS 제작에 활용가능하고 또한 수십 마이크로미터 크기의 3차원 곡면을 가진 형상을 제작하기 유리한 이광자 광중합을 이용한 다중조사 복셀 매트릭스 스캐닝법(multi-exposure voxel matrix scanning method)에 의한 나노 복화공정을 개발하였다. 이 공정을 통하여는 높이에 따라 14가지의 색을 가진 등고선으로 표현된 3차원 자유곡면 형상을 적층방식이 아닌 단일 층으로 3차원으로 제작할 수 있다. 여기서 수광각도가 1.25인 집광렌즈를 사용하여 레이저의 조사시간에 따라 1.2 um에서 6.4 um까지 변하는 복셀의 높이 차이를 이용하여 3차원 곡면 제작이 가능하다. 본 연구의 유용성을 검토하기 위하여 몇 가지 3차원 곡면형상을 초미세 입체 패터닝 공정에서 사용하는 일반적인 적층방식을 사용하지 않고 단층으로 제작하여 시간을 단축하였다.