• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권2호
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• pp.154-163
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• 2024

The energy demand in the world is expected to exceed 740 million TJ by 2040 and our dependence on fossil fuels needs to be switched to sustainable and renewable energy sources like solar energy. Building Integrated Photovoltaic (BIPV) is one of the best approaches to extracting solar energy. There are more than 200 BIPV products in the market currently but when it comes to integrating these products into the technical aspects such as buildings' structural integrity, thermal, daylight retainment and aesthetic prospects to be considered. The share of BIPV integration potential of different building types in the world of residential, agricultural, industrial, commercial and other buildings account for 66%, 4.8%, 8.1%, 19.9%, and 1.2% accordingly. Many solar technologies developed to achieve architectural requirements, but the main problem is the trade-off between efficiency and aesthetic appeal, which is less than 10% in coloured and transparent solar modules. This paper discusses the different applications of solar photovoltaics (PV) in building architecture, technical requirements, and different module technologies. The article provides a comprehensive guide for researchers and designers working on the development of BIPV integrations.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.108-108
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• 2011

공동주택에서 2025년 정부가 추진하고 있는 Zero Energy 건축물 구현과 친환경에 대한 탄소배출 저감 문제로 재생에너지 생산시스템의 추가 적용은 반드시 필요하다. 따라서 공동주택 적용 및 활용성을 높일 수 있는 BIPV시스템 개발을 통하여 설치면적 확보와 세대 활용성을 높일 수 있도록 하는 것이 필요하다. 특히 거실 창호의 경우 주방향이 남향, 남동 또는 남서향으로 배치되어 태양광을 적용하기에 적합한 특성을 가지고 있다. 그러나 창호는 건물외피의 역할과 재실자가 조망과 정보취득을 얻을 수 있는 중요한 통로가 되기 때문에 단열 문제나 시야 차폐의 문제는 발생하지는 않도록 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 a-si타입 모듈 2개를 10% 투과율로 Bsck Coating 색상을 달리한 모듈과 c-si BIPV 모듈을 커튼월 창호시스템으로 개발, 일반 2중 창호시스템과 비교 평가를 위해 실제 Test bed 건물에 시공하여 시환경 및 실내 창측면 온도변화 측정 분석을 진행하였다. 현재 국내외 출시되고 있는 a-si see through 모듈은 10~30%의 투과율로 창 마감재로 대체가 가능하나 건축 환경(시환경,열환경)에 대한 분석은 전무한 상태이다. 본 연구에서는 시환경과 창유리면의 열 부하, 자외선, 적외선 차폐 및 가시광선의 투과율에 대한 평가와 Back Coating에 따른 색온도 평가를 통해서 a-si BIPV의 공동주택 세대 발코니 창호 적합성에 대한 검토를 진행하였다. 연구결과는 아래와 같다. ${\bullet}$ 실내조도는 청천공 정오기준 가시성 확보 모듈의 경우 2,300 ~ 3,500lx를 나타내고 있어 대비 현상이나 창측의 급격한 조도 변화가 적은 시환경 구축이 가능 ${\bullet}$ 12시경 휘도는 창측면, 실내 벽체, 코너 바닥면을 대상으로 a-si BIPV 모듈을 적용한 경우 휘도비가 12:1로 KS나 IESNA의 광원과 근접면의 비 20:1 범위에 모두 존재, 적합한 것으로 분석되었으나 c-si의 경우는 그림자로 인한 대비 현상이 발생, 작업 시환경 문제 발생. ${\bullet}$ 이중시스템 창호와 비교하여 단열 성능 떨어짐. 발전시간대 창유리 면 온도 상승 으로 하절기 냉방부하 증가. ${\bullet}$ 자외선은 100% 가까이 차단, 적외선은 13~42%만 투과되고 가시광선은 13% 투과율을 나타내어 일반 창에 칼라 코팅을 적용하는 것과 유사한 경향을 나타냄.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1128-1133
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• 2019

이 논문에서는 전이 금속 산화물(TMO)층으로 구성된 다층 박막을 사용하는 BIPV(Building Integrated Photovoltaic) 시스템용 전면 컬러 유리를 제안하였다. 몰리브덴 산화물(MoO₃) 및 텅스텐 산화물(WO₃)은 굴절률 차이가 큰 계면을 형성하여 적절한 간섭효과를 얻을 수 있다. 단일 Thermal Evaporator 증착 방법을 통해 다층 박막을 제작함으로써 간단하고 빠르며 저렴한 제조 방법을 제안하였다. MoO₃(60nm)/WO₃(100nm) 다층 박막으로 90% 이상의 광 투과율을 갖는 자홍색 유리를 시연하였으며, 이 기술은 상용화된 BIPV 시스템에 유용할 것으로 기대된다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권3호
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• pp.187-196
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• 2022

In this paper, we propose an example of designing and constructing a roof-type solar power plant structure equipped with a Pseudo-BIPV (Building-Integrated Photovoltaic) shape suitable for use as a roof of a small warehouse with a sandwich-type panel structure. As the characteristics of the roof-type solar power generation facility to be installed in the small warehouse proposed in this study, the shape of the roof is not a general A type, but a right-angled triangle shape with the slope is designed to face south. We chose a structure in which an inverter for one power plant and a control facility are linked by grouping several roofs of buildings. In addition, the height of the roof structure is less than 20 cm from the floor, and it has a shape similar to that of the BIPV, so it is building-friendly because it is almost in close contact with the roof. At the same time, the roof creates a reflective light source due to the white color. By linking this roof with a double-sided solar panel, we designed it to obtain both the advantage of the roof-friendliness and the advantage of efficiency improvement for the electric power generation based on the double-sided panel. Compared to the existing solar power generation facilities using A-shaped cross-sectional modules, the power generation efficiency of roofs in this case is increased by more than 11%, which we can confirm, through the comparison analysis of monitoring data between power plants in the same area. Therefore, if the roof-type solar structure suitable for the small warehouse we have presented in this paper is used, the facilities of electric power generation is eco-friendly. Further it is easier to obtain facility certification compared to the BIPV, and improved capacity of the power generation can be secured at low material cost. It is believed that the roof-type solar power generation facility we proposed can be usefully used for warehouse or factory-based smart housing. Sensor devices for monitoring, CCTV monitoring, or safety and environment management, operating in connection with the solar power generation facilities, are linked with the Internet of Things (IoT) solution, so they can be monitored and controlled remotely.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.148-154
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• 2009

By the skyscraper building, increase of skin area and expansion of curtain wall system will be the important factors of acceleration in extending supply of BIPV system. In the future interior environmental evaluation is not a necessary to the residents but an essential term which will bring enormous influence. In the interior environmental evaluation, natural light will let the residents with direct contact with outside circumstances and make them feel opened. also only the daylight has radiant energy and color rendering that will have a great influence to residents' mental, operation efficiency and advancing productivity. This research compares and analyzes BIPC system in office spaces with two general sunlight's module. In addition to natural light's efficiency for BIPC system's comfort and confirmed economical efficiency will be applied to basic research data. Hence forth, ensuring indoor intensity of illumination and controlling light system to reducing energy research data will be demanded to increase the amount of supplying BIPC system. Also continuance research in the possibility of applying BIPC system in various buildings, room temperature affected by location of windows and its condensation, and economical evaluation will be required.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.370.2-370.2
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• 2016

투명 박막 태양전지는 건물과 일체화 된 building-integrated photovoltaics (BIPV) 시스템에 적용되어 건물의 외장재로서 외관의 심미적 가치를 높일 수 있다. 현재 BIPV 모듈은 glass 타입의 형태가 시장을 주도할 것으로 예상되며[1], 건물의 외부 미관을 고려하여 투명 박막 태양전지에 색을 구현하는 연구가 진행되고 있다. 투명 박막 태양전지에 적용하기 위한 목적으로 본 연구에서는 스핀코팅을 이용하여 표면 플라즈몬 효과가 큰 Cu 나노입자를 Si 웨이퍼와 유리기판 위에 각각 분포 시킨 후, 광학적 특성을 분석하였다. 스핀코팅의 속도(rpm)를 다양하게 변화 시킨 후 나노 입자의 분포를 관찰하였으며, 속도가 증가할수록 나노입자의 수는 감소함을 확인하였다. 또한 속도가 증가할수록 입자 사이의 거리는 멀어졌으며, 최저 속도 100 rpm에 비해 4000 rpm에서 스핀코팅 한 입자들은 응집이 상대적으로 되지 않았음을 관찰하였다. 속도가 증가할수록 입자가 기판 위에 적게 잔재하기 때문에 반사율과 투과율이 가시광선 영역에서 증가하였으며, 유리 기판에 구현한 색깔이 점차 옅어짐을 관찰하였다. 이러한 결과로부터 스핀코팅의 속도를 변화시킴으로써 나노입자의 분포 양상과 이에 따른 색상의 변화를 유발 할 수 있다는 사실을 확인하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제34권5호
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• pp.36-47
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• 2019

Smart window technology has become a major component of smart buildings, leading to energy savings and enhanced functionality. Smart windows work like curtains or blind screens, blocking external light sources. Smart window components employ electrochromic or photochromic materials that can selectively block sunlight when electricity is applied. The installation of low-E glass and building-integrated photovoltaics (BIPV) is being encouraged in accordance with the policy on saving building energy. To incorporate BIPV into smart windows, the transparency and colors of transparent photovoltaics must be optimized. The power sources required to operate these smart windows take advantage of the transparent color of the solar cells, which also facilitates aesthetics. Self-powered smart windows that combine electrochromic or photochromic screens with transparent solar cells suggest a promising convergent technology.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권3호
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• pp.109-115
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• 2011

It can gain both the electric energy production and disperse of light at the same time if DSSC is applied in the building as window system. It means to help facade design and to be used in lighting, heating, cooling energy directly by applicating DSSC BIPV window that is possible to daylighting and materialization of color. For this, optical characteristics analysis that is basic step must take precedence. So, basic databases of DSSC are builded and optical performances according to the double and triple glazing are evaluated by analyzing spectral data of various colored DSSC. As a result, Green(4) has the highest visible transmittance that is 28.8%, and Blue(3) has the lowest that is 0.3%. And, in case of optical performance of Green(4) depending on the incidence angle, SHGC and Tsol are decreased sharply from more than $60^{\circ}C$. Finally, It is judged that Red(4), Green(1), (4), Blue(4) are suitable for application in office building because visible transmittance is high and solar heat gain coefficient is low relatively in spite of composing to double and triple glazing.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.235-243
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• 2021

산업화와 동반한 환경문제가 세계적으로 대두되면서 특히 우리나라에서는 태양에너지와 풍력에너지가 실용화 단계에 접어들었다. 또한 태양전지를 활용한 심미성 향상에 대한 연구가 활발히 이루어지는 가운데 BIPV, CIGS등 투과가 가능한 태양전지 개발, 유연성과 색감을 가지고 있는 태양전지 개발이 그 예시이다. 이에 본 논문에서는 태양전지 개발 및 태양전지 기반의 공공시설물 설치 상승세에 발맞춰 심미성 향상을 위한 CIGS 태양전지를 활용한 공공시설물 디자인 가이드라인을 제시하고자 한다. 우선 태양전지에 관한 문헌조사와 태양전지를 활용한 공공시설물 사례조사를 통해 태양전지 적용의 적합성을 높이기 위한 구성요소를 도출했다. 그 다음 공공시설물 가이드라인 선행연구를 통해 평가원칙 정립과 디자인 가이드라인 초안을 작성했다. 이를 전문가 집단을 대상으로 3차례의 델파이조사를 실시하여 타당성을 검증했으며 최종적으로 공공디자인 심미성 향상을 위한 태양전지 적용 방안 디자인 가이드라인을 도출하였다. 향후 태양전지를 활용한 공공시설물의 접근성 및 인지성, 사용성, 형태 및 심미성, 지속가능성 및 에너지효율성, 도시경관과의 연속성 개선을 통한 심미성 향상의 기초자료로 활용되길 기대한다.