• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.34.1-34.1
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• 2011

태양전지 모듈의 25년 이상 보증을 위해 태양전지 모듈을 구성하는 부품 소재의 장기 열화메카니즘 연구가 중요시되고 있다. 그 중 봉지제(Encapsulation) 부품으로 적용되고 있는 태양전지 모듈용 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)는 셀을 보호하는 폴리머 부품으로 장기 열화특성 연구가 중요하다. 따라서 EVA를 가속열화하여 25년 보증 내구성을 보유하고 있는지 연구가 필요하다. 본 연구에서는 태양전지 모듈을 구성하는 재료 중 외부환경에 민감한 폴리머 소재인 EVA의 Ultraviolet (UV), 온도 두 환경스트레스 조건을 적용한 가속수명시험을 수행하고 장기 열화메카니즘을 분석하였다. 시험에 앞서 UV/온도 가속수명시험을 설계하였다. UV/온도 가속조건을 설정하기 위해 실환경에서 변화하는 UV와 온도를 일정한 값으로 나타낼 수 있는 유효 UV (Effective UV)와 유효 온도(Effective temperature)를 도출하였다. 이를 통해 UV/온도 가속조건을 설정하였고 1년 및 25년 동안 EVA에 인가되는 stress와 동일한 양을 인가할 수 있는 시험시간을 결정하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1088-1089
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• 2015

본 논문에서는 태양광발전시스템의 발전 효율을 극대화하기 위한 태양전지 모듈의 배면온도를 낮출 수 있는 부유구조물의 최적화 설계에 대한 것이다. 저수지 수면은 태양에너지를 흡수하게 되면 물 온도의 상승으로 밀도저하가 발생되고 저수지의 수면이 최상층에 위치하여 지속적으로 태양에너지가 흡수는 경우 최상층의 수면온도가 $60^{\circ}C$ 이상 상승하게 된다. 이는 태양전지 모듈의 배면온도 상승을 주도하여 시스템 발전량의 감소원인으로 작용한다. 수상 태양광발전시스템의 효율 향상을 위해 태양전지 모듈의 온도 저하가 반드시 필요하고, 더불어 저수지 지리적 요건에 따른 바람의 영향 등을 고려한 태양광발전 부유구조물 최적 설계가 요구된다. 열전달 수치해석을 통해 태양광발전 구조물에 대한 최적설계, 태양전지 모듈의 온도 측정 및 성능 검증을 통해 태양광발전 구조물의 상하단의 높이의 최적 설계 조건을 확립하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1057_1058
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• 2009

현재 양산중인 태양전지모듈의 효율은 일반적으로 태양전지보다 2~3% 낮은 상황이다. 이것은 태양전지모듈의 구성 부품 및 공정기술 등 여러가지 요인에 의한 것으로 태양전지 모듈의 고 효율화를 위해서는 이러한 요소에 대한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 태양전지 모듈 구성 부품 중 PV-ribbon이 태양전지모듈에 적용되는 과정에서 발생하는 저항에 대한 분석을 통해 PV-ribbon의 저항이 모듈 효율에 미치는 영향을 실험을 통해 검토하고자 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1086-1087
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• 2015

본 논문에서는 태양전지 모듈의 표면 오염으로 인한 태양광발전량의 감소를 사전 예방하기 위해 영상기술을 이용한 표면 오염도 자동검출 기술에 대해 논의하였다. 일반적인 태양광발전시스템의 경우 태양전지 모듈의 표면 오염원 제거를 위해 사람에 의한 수동적인 방법에 의존하는 것이 현실이나, 커다란 규모의 태양광 발전시설의 경우는 인력으로 오염원을 제거하는 것은 거의 불가능 하다. 이러한 관점에서 태양전지 모듈 표면에 떨어진 오염 물질로 인한 출력감소를 사전에 예방하고, 시스템을 효율적으로 운영하기 위해 이미지 영상기술이 적용되었다. 본 기술은 기본적으로 레이저 광원과 먼지와 상호 interaction을 통해 생성된 반사파 및 이를 CCD 영상으로 획득하고 태양전지 모듈 표면의 오염원의 유무, 균일/불균일 분포 등의 3가지 서로 다른 조건을 설정하여 비교 시험을 수행하였고, 개발된 오염측정 시스템을 수상 태양광 발전 파일럿 설비에 적용하여 운전성능을 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.118-120
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• 2008

고집속에 따른 태양전지 온도상승에 의한 태양전지 효율 저하를 방지하고,경제적인 저집속형(<5X) 집광형 태양광 모듈 개발을 위하여 본 연구에서는 알루미늄 반사판을 이용한 저집속 (< 5X)집광형 태양광 모듈을 설계 및 제작하여 성능 평가를 실시하였다. 2.25X의 집속비와, 태양광 집속에 의한 태양전지 모듈의 온도 상승을 공기순환을 통한 냉각이 가능하도록 설계/제작된 집광형 태양광 모듈로 부터 1.97배의 출력 증가를 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.142-142
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• 2010

태양광 발전산업에서 현재 주류인 결정 실리콘 태양전지의 변환효율은 꾸준히 향상되고 있으나, 태양전지의 가격이 매년 서서히 하강되고 있는 실정에서 결정질 실리콘 가격의 상승 등으로 부가가치 창출에 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 박막 태양전지로 판단된다. 화합물반도체 베이스인 CIGS 박막 태양전지는 연구실에서는 세계적으로 20.3% 높은 효율을 보고하고 있으며, 모듈급에서도 13% 효율로 생산이 시작되고 있다. 국내에서도 연구실 규모 뿐만 아니라 대면적(모듈급) CIGS 박막 태양전지 증착용 장비, 제조공정 등의 기술개발이 진행되고 있다. CIGS를 광흡수층으로 하는 CIGS 박막 태양전지의 구조는 여러 층의 단위박막(하부전극, 광흡수층, 버퍼층, 앞면 투명전극, 반사방지막)을 순차적으로 형성시켜 만든다. 이 중에 하부전극은 Mo 재료을 스퍼터링 방법으로 증착하여 주로 사용한다. 하부전극은 0.24 Ohm/cm2 정도의 전기적 특성이 요구되며, 주상조직으로 성장하여야 하며, 기판과의 밀착성이 좋아야하고 또한 레이저 패턴시 기판에서 잘 떨어져야 하는 특성을 동시에 가져야 한다. 그리고 CIGS 박막 내에서 Na 도핑을 어떻게 제어할 것인지도 고려해야한다. 본 연구에서는 대면적(모듈급) CIGS 박막 태양전지에서 요구되는 하부전극 Mo 박막의 특성과 기술적 이슈들에 대해서 연구결과들을 논하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.459-461
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• 2006

저궤도 인공위성 전력계 시스템의 설계 및 해석을 위한 태양 전지 전력조절기의 대신호 안정도해석을 수행한다. 태양전지 전력조절기에서 제어가능한 모든 방법에 따른 태양전지에서 바라본 태양전지 전력조절기의 부하특성을 분류하고, 상태공간해석을 이용하여 태양전지 시스템의 대신호적 안정도를 해석한다. 또한, 본 논문에서는 태양전지 전력조절기의 부하특성을 정전력부하에서 정저항부하로 변환하여 대신호적인 안정도를 확보하는 비선형변환을 제안한다. 제안된 변환기법을 통해 최대전력점 추적제어나 배터리 충전제어 및 전류분배제어가 가능한 병렬 모듈 태양전지 레귤레이터에 적합한 단일 전류 제어기를 구성한다. 제안된 대신호 해석과 저항제어를 검증하기위해, 200W급 태양전지와 100W급 태양전지 전력조절기 두 모듈을 병렬로 구성하여 실험하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.297.1-297.1
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• 2013

PV모듈은 다수의 태양전지를 상호 연결한 후 라미네이션(Lamination)공정을 통해 오랜 시간 견딜 수 있는 하나의 구조물로 만든 것이다. 외부환경 노출되어 장시간 발전하는 PV모듈은 설하중 풍하중 등 다양한 응력을 받는다. 이러한 외부 응력은 PV모듈 내부의 태양전지를 파손시켜 발전 출력의 감소를 발생 시킬 수 있다. 따라서 기계적 신뢰성을 보장하는 것은 매우 중요하며, PV모듈의 기계적 강도를 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되어지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 PV모듈의 기계적, 물리적 변형을 최소화 하고자 PV모듈 전면에 사용되는 강화유리의 두께를 증가시켜 기계하중 시험을 진행하였다. 실험은 K SC IEC 61215의 PV모듈 인증시험 기준에서 제시하는 기계강도 시험과 동일한 방식으로 시험을 실시 하였으며, 전면유리 두께가 3.2 mm, 4 mm, 5 mm인 PV모듈을 사용하여 하중에 대한 최대변형과 출력 변화를 관찰하였으며, EL (electroluminescence) 측정을 통하여 기계강도 실험전 후의 모듈 내부 태양전지 파손 여부를 확인하였다. 이러한 결과는 PV모듈에 대한 내풍압 및 적설하중 등 Field에서 발생될 수 있는 물리적 내구성능을 분석하는데 많은 도움이 될 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.312.1-312.1
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• 2013

PID (Potential Induced Degradation)는 높은 시스템 전압을 갖는 PV모듈에서 발생하는 현상으로 PV모듈의 출력을 급격하게 감소시키는 현상을 말한다. PV시스템의 높은 전압은 태양전지와 PV모듈의 프레임 사이에 전위차를 발생시키고 이로 인하여 누설전류가 흐르게 된다. 누설전류는 태양전지 표면에 전하를 축적 시켜 발전 효율을 감소시키게 된다. 이러한 누설전류는 온도와 습도가 높을수록 많이 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 PV모듈을 구성하는 재료가 PID에 의한 출력변화에 어떠한 영향을 주는지에 관한 연구를 수행하였다. PID가 쉽게 발생하는 태양전지를 이용하여 일반적으로 PV모듈을 제작 할 때 사용되는 전 후면 재료를 이용하여 각각의 출력변화에 대한 연구를 수행하였다. PV모듈의 전 후면 재료를 각각 다르게 하여 이에 따른 PID 발생 정도를 출력 변화로 확인하였으며 PID의 원인이 되는 누설전류에 어떠한 변화를 주는지 분석하였다. PV모듈의 후면 재료는 PV모듈 내부로의 수분 침투와 관련하여 PID 발생에 영향을 주고 전면재료인 저철분 강화유리는 PV모듈 내부에 전하를 공급하여 누설전류가 발생하게 하는 역할을 하는 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.992-993
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• 2008

본 논문은 임의의 일사량 및 온도 등의 조건에 따라 태양전지의 출력특성을 전기적으로 시뮬레이션하여 여러 회사의 기존 제품 태양전지 모듈의 파라미터와 비교 검토하였고, 또한 이를 바탕으로 태양전지 모듈 어레이를 시뮬레이션하여 최적인 태양전지 모듈 어레이의 규모를 선택하여 독립형 태양광 시스템을 구현하였다.