• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.60.1-60.1
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• 2010

공동주택에서 태양광발전(PV)을 통한 세대 전기에너지 이용은 모듈 설치 면적의 제약으로 인해 전 세대를 대상으로 활용하기에 현실적으로 어려움이 있다. 특히 남향이나 남동, 남서향으로 위치한 거실 창호를 활용하는 경우에도 결정질 실리콘(crystalline silicon) 태양전지 셀로 인한 실내 음영문제 등으로 건물통합형 태양광발전(BIPV) 시스템의 가시성을 확보하는데 한계가 있다. 따라서 이런 문제점을 극복하고자 투광형 비정질실리콘(amorphous silicon) 태양전지를 이용한 발코니창호/커튼월 BIPV 시스템을 구축하고, 테스트베드를 통한 적용성 평가 검증을 수행하였다. 테스트베드는 KCC 중앙연구소 1층 외부 측창에 결정질 BIPV 모듈(A2PEAK 사(社), 최대 출력 210 Wp, W 2,000 mm ${\times}$ H 1,066 mm)과 10% 및 30% 투광형 비정질 BIPV 모듈(Sharp 사(社) See Through type, 최대 출력 135 Wp/123 Wp, W 1,930 mm ${\times}$ H 1,180 mm)을 각각 설치(남서 $30^{\circ}$, 수직 $90^{\circ}$)하여, 2009년 5월에서 8월 사이 4개월에 걸친 모니터링을 통해 실제 발전량 데이터를 확보, 시스템에 대한 분석을 진행하였다. 분석 결과, 설치용량당 일평균 발전량은 결정질형이 1.46 kWh/kWp, 10% 투광형은 1.10 kWh/kWp, 30% 투광형은 0.73 kWh/kWp을 나타내었다. 10% 투광형과 30% 투광형의 모듈 성능 차이는 크지 않으나 발전량에 있어서는 큰 차이를 보였고, 10% 투광형의 설치용량당 일평균 발전량은 경정질형의 75.2% 수준으로 투광형 비정질실리콘 BIPV 시스템의 창호 적용 가능성을 확인하였다. 특히 세대 거실 창호를 통한 가시성 확보는 기존 결정질 BIPV 창호의 단점을 개선하였다. 건자재 일체화로 구축된 가시성확보 BIPV시스템 창호는 단위 세대별 적용이 쉽고, 공동주택에서 PV 시스템의 설치면적을 극대화시키므로 향후 Zero Energy 공동주택 구축에도 활용성이 클 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.29 no.1
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• pp.1-10
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• 2009

This study was carried out to evaluate the Life Cycle Cost(LCC) of three types of RTPV(Building Integrated Photovoltaic) systems-Glass plus Granite. Crystalline BIPV and See through Amorphous BIPV-which were vertically installed to generate the same power output(76 kW level). Initial investment costs. cost. savings and maintenance costs had been predicted during the period of analysing the LCC of three types of BIPV(Building Integrated Photovoltaic) systems installed for the purpose of evaluating the LCC. In case of cost savings, it had been analyzed by measuring the amount of electric power generated, reduction in lighting load and heat & cooling loads through simulation. From this analysis, it was predicted that the See-through amorphous BIPV offering cost saving advantages demonstrated the economical efficiency similar to the Class plus Granite when it is backed by more than 20 years of durability.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.27-27
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• 2010

최근에 고유가와 지구온난화로 인하여 에너지가 향후 인류의 50년을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있어서 지구의 모든 에너지의 근원인 태양광을 이용하는 태양광 발전은 무한한 청정 에너지로 각광받고 있다. 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지는 풍력, 수소연료전지, 조력, 바이오에탄올 등의 신재생에너지 기술 중에서 상품성은 가장 뛰어나지만 발전단가가 가장 높은 것이 단점이다. 태양광 발전단가를 줄여서 기존의 화석에너지를 이용한 발전단가와 견줄 수 있는 그리드 패러티(grid parity)를 달성하려면 태양전지 모듈의 고효율화와 동시에 저가화가 반드시 이루어져야 한다. 현재 태양광 모듈 시장의 90%는 효율이 12-16% 정도로 높은 단결정(single crystalline or monocrystalline) 실리콘이나 다결정(polycrystalline or multicrystalline) 실리콘 등의 벌크(bulk)형 결정질 실리콘 모듈이 차지하고 있으나 원재료인 실리콘 웨이퍼의 제조단가의 50%를 차지하고 있어서 저가화가 어렵다. 반면, 원료가스를 분해하여 대면적 기판에 증착하는 박막(thin-film) 실리콘 태양전지의 경우는 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 박막 실리콘 모듈은 매우 적은 실리콘 원재료를 소비한다. 단결정이나 다결정 실리콘 웨이퍼의 두께가 $180-250\;{\mu}m$ 정도인 것에 비해서 박막 실리콘의 두께는 $0.3-3\;{\mu}m$ 수준이다. 더불어, 유리, 플라스틱 등의 저가 기판에 저온 대면적 증착이 가능하여 저가양산화에 유리하다. 박막 실리콘 모듈은 벌크형 실리콘 모듈(-0.5%/K) 대비 낮은 온도계수[비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si:H)의 경우 -0.2%/K]와 빛의 세기가 약한 산란광에서도 동작하여 평균발전시간이 증가하므로 외부환경에서 우수한 발전성능을 보이고 있다. 태양전지 모듈은 상온에서의 안정화 효율을 기준으로 가격이 책정되어($/$W_p$) 판매되기 때문에 벌크형 실리콘 모듈에 비해서 박막 실리콘 모듈은 가격대 성능비가 우수하다. 따라서 박막 실리콘 모듈은 벌크형 결정 실리콘 모듈의 대안으로 떠오르고 있으며, 레이저 기술을 이용하여 수려한 투광형 건물일체형(building integrated photovoltaic; BIPV) 모듈을 제작할 수 있는 장점도 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기존의 양산화된 단일접합 비정질 실리콘 태양광 모듈은 효율이 6-7%로 낮아서 설치면적 및 설치 모듈의 증가가 성장의 걸림돌이 되고 있다. 박막 실리콘 태양전지의 고효율화를 도모하기 위해서 적층형 탄뎀셀로 양산 트렌드가 변화하고 있다. 이에 적층형 박막 실리콘 태양전지 효율의 한계 및 돌파구에 대해서 논의한다.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.29 no.6
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• pp.110-118
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• 2009

This research is an experimental study on BIPV Power performance of See-through a-si and Light-through applying external curtain wall. In case of See-through a-si Photovoltaic, appropriateness of facade applying standard($950\;{\times}\;980mm$) large($950\;{\times}\;1960mm$)area photovoltaic was examined. Transparent performance was also investigated through Power simulation according to angles and seasons of See-through a-si and Light-through Photovoltaic so that Power output was surveyed with using designed and manufactured Mock-up. When comparing See-through a-si to Light-through Photovoltaic for simulation Power output on angles based on full south aspect, which the result was that See-through a-si Power output according to Light-through Power output was the highest of 65.5% when applying a 90 degree angle. Monthly accumulated average Power output during winter seasons (December, January and February) applying a vertical plane on full south aspect was analyzed, which results in 66.37W/h of See-through a-si and 139.1 W/h of Light-through. See-through a-si Power output showed 47.7% in comparison with Light-through transparent. Also monthly, hourly average Power efficiency according to solar radiation during winter seasons (December, January and February) was that 4.7% of See-Through a-si and 9.8% of Light-through.

• Current Photovoltaic Research
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• v.7 no.4
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• pp.97-102
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• 2019

Bifacial and semitransparent hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin-film solar cells in p-i-n configuration were prepared with front and rear transparent conducting oxide (TCO) electrodes using plasma-enhanced chemical vapor deposition method. Fluorine-doped tin oxide and tin-doped indium oxide films were used as front and rear TCO contacts, respectively. Film thickness of intrinsic a-Si:H absorber layers were controlled from 150 nm to 450 nm by changing deposition time. The dependence of performance characteristics of solar cells on the front and rear illumination direction were investigated. For front illumination, gradual increase in the short-circuit current density (J_SC) from 10.59 mA/㎠ to 14.19 mA/㎠ was obtained, whereas slight decreases from 0.83 V to 0.81 V for the open-circuit voltage (V_OC) and from 68.43% to 65.75% for fill factor (FF) were observed. The average optical transmittance in the wavelength region of 380 ~ 780 nm of the solar cells decreased gradually from 22.76% to 15.67% as the absorber thickness was changed from 150 nm to 450 nm. In case of the solar cells under rear illumination condition, the J_SC increased from 10.81 to 12.64 mA/㎠ and the FF deceased from 66.63% to 61.85%, while the V_OC values were maintained at 0.80 V with increasing the absorber thickness from 150 nm to 450 nm. By optimizing the deposition parameters, a high-quality bifacial and semitransparent a-Si:H solar cell with 350 nm-thick i-a-Si:H absorber layer exhibited the conversion efficiencies of 7.69% for front illumination and 6.40% for rear illumination, and average visible optical transmittance of 17.20%.