• 제목/요약/키워드: Fill Factor

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염료감응형 태양전지의 대면적화를 위한 최적 구조 연구 (A Study on The Optimum Structure of Dye-sensitized Solar Cell for Upscaling)

  • 서현웅;김미정;홍지태;김희제
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1295-1296
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    • 2007
  • A lot of researches about dye-sensitized solar cell (DSC) are recently being conducted. Because DSC has several advantages to pass the limits of silicon solar cells such as a low manufacturing expense, a simple manufacturing process and its transparency. But most researches on DSC are still conducted about the unit cell and laboratory-centered. That is, present researches on DSC are not practical. Therefore, researches about large area cells and modules have to be prerequisites for DSC to have the practicality. Characteristics of large area DSC are so different from those of small area DSC in aspect of fill factor and efficiency. In this study, we made an experiment on finding suitable size of DSC that has the most effective power according to the variation of active area. In detail, the experiment was conducted about the optimum ratio of length to width and we introduced the ratio of active area to non-active area to find the active area which has the best output. Because small DSC doesn‘t have the best output in comparison with total area of cell although the smaller DSC has the better efficiency. As a result, we achieved the optimum ratio of length to width of 8:3 and active area of $8cm^2$ as the optimum size for upscaling DSC.

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방사선 검출기 적용을 위한 액정 기반 다층 구조의 광 특성 평가 (The optical characteristics study of sandwich structure based liquid crystal for the radiation detector application)

  • 신정욱;강상식;박지군;조성호;차병열;김진영;이건환;남상희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.390-392
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    • 2005
  • The digital radiation detectors are used clinically by diagnostic apparatus. However the digital radiation detector are some problem like high operating voltage, light blurring, low conversion efficiency, low fill factor, etc. Thus we propose a new radiation detector that the photoconductor layer and liquid crystal layer are coupled in sandwich structure. X-ray absorption in the photoconductor layer controls the state of the liquid crystal via creation of charge carrier and the light modulation of liquid crystal make image formation. The advantage of the new radiation detector is that high resolution image is acquired and the signal amplification is possible by external visible light source. In this study, we study the optical properties and electrical properties of the new radiation detector to irradiate X-ray. The Mercury Iodide($HgI_2$) was used by photoconductor material, and the aluminum is used by reflective layer. The thickness of Mercury Iodide is about $200{\mu}m$, the operating voltage of the liquid crystal is 1.5~5V. The electrical properties of Mercury Iodide was measured, and the transmission efficiency of liquid crystal was measured by modulation potential.

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Selective Emitter 구조를 적용한 Ni/Cu Plating 전극 결정질 실리콘 태양전지 (Application of a Selective Emitter Structure for Ni/Cu Plating Metallization Crystalline Silicon Solar Cells)

  • 김민정;이재두;이수홍
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.575-579
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    • 2010
  • The technologies of Ni/Cu plating contact is attributed to the reduced series resistance caused by a better contact conductivity of Ni with Si and the subsequent electroplating of Cu on Ni. The ability to pattern narrower grid lines for reduced light shading was combined with the lower resistance of a metal silicide contact and an improved conductivity of the plated deposit. This improves the FF (fill factor) as the series resistance is reduced. This is very much requried in the case of low concentrator solar cells in which the series resistance is one of the important and dominant parameter that affect the cell performance. A Selective emitter structure with highly dopeds regions underneath the metal contacts, is widely known to be one of the most promising high-efficiency solution in solar cell processing In this paper the formation of a selective emitter, and the nickel silicide seed layer at the front side metallization of silicon cells is considered. After generating the nickel seed layer the contacts were thickened by Cu LIP (light induced plating) and by the formation of a plated Ni/Cu two step metallization on front contacts. In fabricating a Ni/Cu plating metallization cell with a selective emitter structure it has been shown that the cell efficiency can be increased by at least 0.2%.

단결정 실리콘 태양전지의 후면 전극형성에 관한 비교분석 (Analysis of the Formation of Rear Contact for Monocrystalline Silicon Solar Cells)

  • 권혁용;이재두;김민정;이수홍
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.571-574
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    • 2010
  • Surface recombination loss should be reduced for high efficiency of solar cells. To reduce this loss, the BSF (back surface field) is used. The BSF on the back of the p-type wafer forms a p+layer, which prevents the activity of electrons of the p-area for the rear recombination. As a result, the leakage current is reduced and the rear-contact has a good Ohmic contact. Therefore, the open-circuit-voltage (Voc) and fill factor (FF) of solar cells are increased. This paper investigates the formation of the rear contact process by comparing aluminum-paste (Al-paste) with pure aluminum-metal(99.9%). Under the vacuum evaporation process, pure aluminum-metal(99.9%) provides high conductivity and low contact resistance of $4.2\;m{\Omega}cm$, but It is difficult to apply the standard industrial process to it because high vacuum is needed, and it's more expensive than the commercial equipment. On the other hand, using the Al-paste process by screen printing is simple for the formation of metal contact, and it is possible to produce the standard industrial process. However, Al-paste used in screen printing is lower than the conductivity of pure aluminum-metal(99.9) because of its mass glass frit. In this study, contact resistances were measured by a 4-point probe. The contact resistance of pure aluminum-metal was $4.2\;m{\Omega}cm$ and that of Al-paste was $35.69\;m{\Omega}cm$. Then the rear contact was analyzed by scanning electron microscope (SEM).

Laser Fired Contact 태양전지 개발을 위한 Screen Printed Laser Back Contact의 최적 $SiN_X$ 두께 분석

  • 이원백;이용우;장경수;정성욱;이준신
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.280-280
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    • 2010
  • 태양전지의 효율을 증가시키는 방법에는 표면 패시베이션, 접촉면적의 가변, back contact의 두께 가변 등이 있다. 특히, back contact 두께의 가변을 통하여 open circuit voltage의 감소를 최소화 할 수 있을 것이라고 전망 되고 있다. open circuit voltage 은 회로가 개방된 상태로, 무한대의 임피던스가 걸린 상태에서 빛을 받았을 때 태양전지의 양단에 전위차가 형성된다. 본 연구에서는 back contact 두께 가변에 따른, open circuit voltage의 변화를 확인하고 분석하는 것에 그 일차적인 초점을 두었다. 또한, open circuit voltage 뿐만 아니라, short circuit current density, fill factor, series resistance 등의 분석을 하였으며, efficiency를 계산하여 back contact 두께의 가변에 따른 소자 특성의 변화 분석을 통하여 최적화된 back contact위 두께를 연구하였다. 접촉면적에 따른 소자의 성능 변화는 후면 $SiN_X$ 70nm가 open circuit voltage를 15mV ~ 20mV 감소시키는 것을 확인 할 수 있었다. 그 이유는 $SiN_X$가 너무 두꺼우면 BSF 덜 형성되기 때문이다. 최종적으로 $SiN_X$ 두께를 얇게하면 open circuit voltage 의 감소를 최소화 할 수 있을 것이라는 판단을 할 수 있다. 이에, back contact인 $SiN_X$ 두께 가변에 따른 open circuit voltage의 변화를 확인하였다. $SiN_X$ 두께가 증가함에 따라, Positive charges 와 Hydrogen 함유량이 증가하며, 이에 BSF 두께 감소하였다. 또한, $SiN_X$ 두께가 감소함에 따라 Doping barrier로서 역할을 못하게 되어 후면에 n+층 형성되어 open circuit voltage가 급격히 하락하였다. 본 연구에서는 back contact인 $SiN_X$ 두께를 10nm, 30nm, 50nm, 80nm 로 가변하며 실험을 진행하였다.

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플라스틱 기판에 제작된 유기박막태양전지의 출력특성 경시변화 (Time-Variant Characteristics of Organic Thin Film Solar Cell Devices on Plastic Substrates)

  • 노임준;이선우;신백균
    • 한국진공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.211-217
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    • 2013
  • $PCDTBT:PC_{71}BM$$PTB7:PC_{71}BM$을 유기고분자 활성층 재료로 이용한 Bulk Hetero-Junction (BHJ) 구조의 유기박막태양전지를 플라스틱 기판 위에 각각 제작하여, 시간변화에 따른 단락전류밀도($J_{SC}$), 개방전압($V_{OC}$), 곡선인자(FF) 및 전력변환효율(PCE) 등 출력특성의 변화에 대해 고찰하였다. 유기박막태양전지의 출력특성 파라메터는 시간 경과에 따라 모두 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히 개방전압의 감소폭이 컸다. 이러한 개방전압 감소의 원인은 빛에 대한 장시간의 노출과 산소를 포함하는 수분과의 접촉에 의한 LUMO 준위와 HOMO 준위 차의 감소가 그 원인이라 생각되며, 그 메커니즘에 대해 고찰하였다. 또한 유기박막태양전지 소자의 직렬 및 병렬 저항 값은 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 이는 LUMO 준위와 HOMO 준위 차가 감소함에 의한 것과 공액 고분자 활성층 내부에서의 열적과정 손실에 기인하여 전극과 고분자의 계면에서의 접촉저항의 증가 때문이라고 생각된다. 유기박막태양전지의 전력변환효율은 초기에 급격한 감소를 보이다가 시간이 지날수록 감소폭이 차츰 둔화되어 한계치에 도달한 후, 포화되는 경향을 보였다. 이것이 유기박막태양전지가 실제 구동에서 발생시킬 수 있는 최소 출력특성값인 것으로 판단된다.

미세 지립 페이퍼 공구와 롤투플레이트 압입공정을 이용한 마이크로 랜덤 패턴의 성형특성 (Forming Properties of Micro Random Pattern Using Micro Abrasive Paper Tool by Roll to Plate Indentation Method)

  • 정지영;제태진;문승환;이재령;최대희;김민주;전은채
    • 한국정밀공학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.385-392
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    • 2016
  • Recently in the display industry, demands for high-luminance and resolution of display devices have been steadily increasing. Generally, micro linear patterns are applied to an optical film in order to improve its properties of light. However, these patterns are easily viewed to eyes and moire phenomenon can be occurred. Micro random patterns are proposed as a method to solve these problems, increasing light-luminance and light-diffusion. However, conventional pattern manufacturing technologies have long processing times and high costs making it difficult to apply to large area molds. In order to combat this issue, micro-random patterns are formed by using a roll to plate indentation method along with abrasive paper tools composed of AlSiO2, SiC, and diamond grains. Also, forming properties, such as size and fill-factor of random patterns, are analyzed depending on type, mesh of abrasive paper tools, and indentation forces.

유한요소해석에 의한 절대코일 와전류 신호의 임피던스 평면도 작성 (Drawing of Impedance Plane Diagrams of Absolute Coil ECT Signals by finite Element Analysis)

  • 신영길;이윤태;이정호;송명호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.315-324
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    • 2004
  • 와전류 탐상에서 차동형 탐촉자는 신호에 영향을 미치는 변수들을 줄일 수 있어 흔히 사용된다 그러나 차동신호는 인접한 두 코일의 임피던스 차이를 신호로 사용하기 때문에 신호예측이나 해석이 쉽지 않다는 단점이 있다. 반면에 절대코일에 의한 신호는 상대적으로 형태가 단순하므로 신호예측이나 해석이 더 수월하다. 따라서 서로의 장, 단점을 상호보완적으로 사용하면 검사 신뢰도를 향상시키는데 큰 도움이 될 것이다. 본 논문에서는 인코넬 평판과 튜브에서 절대코일 신호를 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 리프트 오프, 충전율, 전도도, 탐상 주파수, 피검사체의 두께, 내, 외부 결함 등이 신호에 미치는 영향을 계산하여 임피던스 평면도로 작성하고, 신호특징을 분석하였다. 그 결과, 절대신호에 대한 많은 실용적인 지식을 축적할 수 있었고, 절대신호와 차동신호 특성의 유사성을 이해하게 되었으며, 결함깊이와 주파수 변화에 따른 신호의 기울기를 대응곡선 그래프로 자성할 수 있었다.

CCFL 백라이트 패턴 설계툴 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Pattern Design Tool for CCFL Backlight)

  • 조영창;최병진;윤정오
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.79-85
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    • 2006
  • 휴대용 정보기기의 발달은 평판 디스플레이 장비 및 부품 소재의 수요급증으로 이어지고 있으며, 이 중에서 LCD는 LCD TV, 컴퓨터 모니터, 디지털 카메라, CNS(car navigation system), 게임기 등의 다양한 제품으로 그 응용범위가 폭넓어지고 있다. 이와 같이 LCD 시장이 급증함에 따라 LCD 배면조명 모듈인 BLU(backlight unit) 생산을 위한 제조업체들의 수도 크게 증가하였으며, 우수한 품질의 광학적 특성을 갖는 BLU 개발을 위해 광반사면 설계에 관한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 본 연구에서는 경험과 시행착오에 기초하여 수작업에 주로 의존하여 온 기존의 패턴설계환경을 개선하기 위해 CCFL을 광원으로 한 백라이트의 패턴 설계툴을 개발하였다. 본 연구의 검증을 위해 실모델의 백라이트에 대한 광반사면을 설계한 후, BM-7으로 휘도균일도를 측정하였다. 휘도균일도 측정결과, 본 연구의 설계툴을 사용한 BLU가 기존의 설계방식으로 보통 5회 이상의 시도에서 얻을 수 있는 휘도균일도를 1차 시도에서 얻을 수 있었다는 점에서 기존의 설계방식보다 우수한 설계 성능을 보임을 알 수 있었다.

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Investigation of short-term stability in high efficiency polymer : nonfullerene solar cells via quick current-voltage cycling method

  • Lee, Sooyong;Seo, Jooyeok;Kim, Hwajeong;Song, Dong-Ik;Kim, Youngkyoo
    • Korean Journal of Chemical Engineering
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    • 제35권12호
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    • pp.2496-2503
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    • 2018
  • The short-term stability of high efficiency polymer : nonfullerene solar cells was investigated by employing a quick (ten cycles) current density-voltage (J-V) cycling method. Polymer : nonfullerene solar cells with initial power conversion efficiency (PCE) of >10% were fabricated using bulk heterojunction (BHJ) films of poly[(2,6-(4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)-benzo[1,2-b:4,5b']dithiophene))-alt-(5,5-(1',3'-di-2-thienyl-5,7'-bis(2-ethylhexyl)benzo[1',2'-c:4',5'-c']dithiophene-4,8-dione))] (PBDB-T) and 3,9-bis(2-methylene-((3-(1,1-dicyanomethylene)-6/7-methyl)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophene (IT-M). One set of the BHJ (PBDB-T : IT-M) films was thermally annealed at $160^{\circ}C$ for 30min, while another set was used without any thermal treatment after spin-coating. The quick J-V scan (cycling) measurement disclosed that the PCE decay was relatively slower for the annealed BHJ layers than the unannealed (as-cast) BHJ layers. As a result, after ten cycles, the annealed BHJ layers delivered higher PCE than the unannealed BHJ layers due to higher and more stable trend in fill factor. The present quick J-V cycling method is simple but expected to be useful for the prediction of short-term stability in organic solar cells.