• Title/Summary/Keyword: Heating speed

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박형 태양 전지 모듈화를 위한 레이져 태빙 자동화 공정(장비) 개발 (Development on New Laser Tabbing Process for Modulation of Thin Solar Cell)

  • 노동훈;최철준;조헌영;유재민;김정근
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.58.1-58.1
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    • 2010
  • In solar cell module manufacturing, single solar cells has to be joined electrically to strings. Copper stripes coated with tin-silver-copper alloy are joined on screen printed silver of solar cells which is called busbar. The bus bar collects the electrons generated in solar cell and it is connected to the next cell in the conventional module manufacturing by a metal stringer using conventional hot air or infrared lamp soldering systems. For thin solar cells, both soldering methods have disadvantages, which heats up the whole cell to high temperatures. Because of the different thermal expansion coefficient, mechanical stresses are induced in the solar cell. Recently, the trend of solar cell is toward thinner thickness below 180um and thus the risk of breakage of solar cells is increasing. This has led to the demand for new joining processes with high productivity and reduced error rates. In our project, we have developed a new method to solder solar cells with a laser heating source. The soldering process using diode laser with wavelength of 980nm was examined. The diode laser used has a maximum power of 60W and a scanner system is used to solder dimension of 6" solar cell and the beam travel speed is optimized. For clamping copper stripe to solar cell, zirconia(ZrO)coated iron pin-spring system is used to clamp both joining parts during a scanner system is traveled. The hot plate temperature that solar cell is positioned during lasersoldering process is optimized. Also, conventional solder joints after $180^{\circ}C$ peel tests are compared to the laser soldering methods. Microstructures in welded zone shows that the diffusion zone between solar cell and metal stripes is better formed than inIR soldering method. It is analyzed that the laser solder joints show no damages to the silicon wafer and no cracks beneath the contact. Peel strength between 4N and 5N are measured, with much shorter joining time than IR solder joints and it is shown that the use of laser soldering reduced the degree of bending of solar cell much less than IR soldering.

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IBC형 태양전지를 위한 균일하게 증착된 비정질 실리콘 층의 광섬유 레이저를 이용한 붕소 도핑 방법 (Boron Doping Method Using Fiber Laser Annealing of Uniformly Deposited Amorphous Silicon Layer for IBC Solar Cells)

  • 김성철;윤기찬;경도현;이영석;권태영;정우원;이준신
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.456-456
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    • 2009
  • Boron doping on an n-type Si wafer is requisite process for IBC (Interdigitated Back Contact) solar cells. Fiber laser annealing is one of boron doping methods. For the boron doping, uniformly coated or deposited film is highly required. Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method provides a uniform dopant film or layer which can facilitate doping. Because amorphous silicon layer absorption range for the wavelength of fiber laser does not match well for the direct annealing. In this study, to enhance thermal affection on the existing p-a-Si:H layer, a ${\mu}c$-Si:H intrinsic layer was deposited on the p-a-Si:H layer additionally by PECVD. To improve heat transfer rate to the amorphous silicon layer, and as heating both sides and protecting boron eliminating from the amorphous silicon layer. For p-a-Si:H layer with the ratio of $SiH_4$ : $B_2H_6$ : $H_2$ = 30 : 30 : 120, at $200^{\circ}C$, 50 W, 0.2 Torr for 30 minutes, and for ${\mu}c$-Si:H intrinsic layer, $SiH_4$ : $H_2$ = 10 : 300, at $200^{\circ}C$, 30 W, 0.5 Torr for 60 minutes, 2 cm $\times$ 2 cm size wafers were used. In consequence of comparing the results of lifetime measurement and sheet resistance relation, the laser condition set of 20 ~ 27 % of power, 150 ~ 160 kHz, 20 ~ 50 mm/s of marking speed, and $10\;{\sim}\;50 {\mu}m$ spacing with continuous wave mode of scanner lens showed the correlation between lifetime and sheet resistance as $100\;{\Omega}/sq$ and $11.8\;{\mu}s$ vs. $17\;{\Omega}/sq$ and $8.2\;{\mu}s$. Comparing to the singly deposited p-a-Si:H layer case, the additional ${\mu}c$-Si:H layer for doping resulted in no trade-offs, but showed slight improvement of both lifetime and sheet resistance, however sheet resistance might be confined by the additional intrinsic layer. This might come from the ineffective crystallization of amorphous silicon layer. For the additional layer case, lifetime and sheet resistance were measured as $84.8\;{\Omega}/sq$ and $11.09\;{\mu}s$ vs. $79.8\;{\Omega}/sq$ and $11.93\;{\mu}s$. The co-existence of $n^+$layeronthesamesurfaceandeliminating the laser damage should be taken into account for an IBC solar cell structure. Heavily doped uniform boron layer by fiber laser brings not only basic and essential conditions for the beginning step of IBC solar cell fabrication processes, but also the controllable doping concentration and depth that can be established according to the deposition conditions of layers.

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인터벤션 시술을 위한 생분해성 고분자막의 개발 : 예비연구 (Development of Biodegradable Polymeric Membrane for Interventional Procedure: Preliminary Study)

  • 방중완;현창용;김태형;소운영;김진태;김상섭;정희동;허영철
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제37권1호
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    • pp.15-20
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    • 2014
  • 인터벤션 시술을 위한 생분해성 고분자 재료의 임상적용 가능성을 평가하기 위한 예비실험을 진행하고자 한다. 생분해성 고분자막은 분말상태의 히알루론산을 수산화나트륨 용액에 가열교반기를 이용하여 수용액으로 제조하였다. 제조된 수용제는 조영제를 3가지(10, 20, 30 vol%)로 다르게 하여 첨가하고, 12시간 동안 100-200rpm의 속도로 실온에서 수직교반을 시행하였다. $-80^{\circ}C$에서 24시간 동안 동결건조 한 후, 동결건조된 시료는 막으로 성형하기 위해 유압프레스로 가압하여 제조하였다. 조영제의 함량을 달리하여 제작된 막은 주사전자 현미경을 이용한 육안 검사와 방사선 투과도 시험을 시행하였으며, 육안 검사상 조영제의 함량이 많을수록 표면이 거칠어지는 경향을 보였으며, 방사선투과도 시험은 방사선 투시, 단순촬영, 연속촬영의 조건에서 모두 유사한 방사선투과도를 보였다. 결론적으로 본 예비연구에서 히알루론산으로 제조된 생분해성 막은 임상에서의 사용가능성을 가지고 있는 재료임을 확인할 수 있었다.

화재 피해를 입은 철근콘크리트 슬래브의 잔존 구조성능 평가기법 (Evaluation Techniques for Residual Structural Performance of a Reinforced Concrete slab under Fire Damage)

  • 최광호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.588-594
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    • 2020
  • 이 연구에서는 철근콘크리트 건축물의 슬래브에 대해 화재 후 잔존 구조성능을 상온 시 내구성 진단과는 다르게, 고온특성을 보다 정확히 평가하기 위하여 전기로를 이용 800 ℃까지의 가열실험을 수행하였고 가열 전 후의 잔존 구조성능을 반발경도법과 초음파속도법 등의 비파괴 검사와 아울러 진동실험으로 구한 고유진동수로 처짐계산에 사용되는 강성을 평가하는 기법을 제안하였다. 반발경도를 이용한 압축강도 평가에서는 두꺼운 두께와 물/시멘트비(W/C)가 큰 실험체의 잔존 압축강도가 크게 나타났다. 콘크리트를 투과하는 초음파속도로 상온 대비 고온수열 콘크리트의 균질도를 평가하였으며 W/C와 부재 두께의 차이는 초음파 속도법의 결과에 큰 차이가 없는 것으로 판단되었다. 화재 피해 슬래브의 처짐 증가에 영향을 미치는 강성을 평가하기 위한 기법으로, 진동실험에 의해 고유진동수를 측정하고 이를 강성과의 관계식에 대입하였으며, 이를 슬래브 실험체에 적용해 본 결과 매우 합리적인 평가기법이 될 수 있음을 보여주었다. 또한, 고온 수열 후 부재의 잔존강도를 평가하기 위해 가열중과 가열 후 가력실험을 수행한 결과 800 ℃ 내력은 상온의 부재 내력에 비해 22%의 감소를 나타내었다.

폐플라스틱의 열분해 시 열중량 분석 및 동역학 연구 (A Kinetic Studies of the Pyrolysis of Waste Plastic Based on the Thermogravimetic Analyses)

  • 정원학;황현욱;김명균;순지엔펑;느지오카 안토니 무투아;김영주
    • 자원리싸이클링
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    • 제24권5호
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    • pp.15-21
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    • 2015
  • 폐플라스틱은 조성뿐만 아니라 다양한 플라스틱의 종류로 인하여 열분해 및 연소 속도가 달라진다. 본 연구는 폐플라스틱 고체 연료 (Refused Plastic Fuel)의 열분해 및 연소 시 설계요소 도출을 위한 열중량 분석 및 동역학 특성을 규명하였다. 열중량 분석기 (Thermogravimetric analysis)의 결과을 이용하여 동력학 특성 중 가장 일반적인 방법인 Kissinger 방법을 통하여 활성화 에너지를 구하였다. TGA의 실험 조건은 다음과 같이 설정하였다. 질소 가스유량 20 ml/min, 승온 속도 $5{\sim}50^{\circ}C/min$ 및 최대온도는 $800^{\circ}C$로 하였다. 본 연구의 폐플라스틱 열분해 특성 연구를 위하여 적용된 방법은 실제의 반응기에서 반응기의 성능, 설계 및 최적 운전조건을 결정할 때 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

효소분해법에 의한 개량어장유의 속성제조 및 품질에 관한 연구 3. 정어리 전어체를 이용한 어장유의 속성제조 및 품질 (Conditions for Rapid Processing of Modified Fish Sauce using Enzymatic Hrdrolysis and Improvement of Product Quality 3. Fish Sauce from Whole Sardine and Its Quality.)

  • 배태진;한봉호;조현덕;김병삼;이현숙
    • 한국수산과학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.361-372
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    • 1990
  • Processing conditions of whole sardine into modified fish sauce were investigated. Thawed and chopped sardine was homogenized and hydrolyzed using commercial proteolytic enzymes such as complex enzyme-2000($2.18{\cdot}10^4U/g solid$) and alcalase($1.94{\cdot}10^4\;U/g solid$) in a cylindrical vessel with 4 baffles and 6-bladed impeller. Optimal pH, enzyme concentration and temperature for the hydrolysis with complex enzyme-2000 were 7.0, $7\%$ (W/W) and $52^{\circ}C$, and-those with alcalase were 8.0, $6\%$ (W/W) and $60^{\circ}C$. In both cases, the reasonable amount of water for homogenization, agitation speed and hydrolyzing time were $100\%$ (W/W), 100 rpm and 210 minutes. Thermal treatment of the filtered hydrolysate at $90^{\circ}C$ for 2 hours with $6\%$ of invert sugar was adequated to inactivation of the enzymes and pasteurization of the hydrolysate. Flavor, taste and color of the hydrolysate were improved during the heating process in which the browning products might participate. The content of free amino nitrogen in the fish sauce seasoned with $15\%$ of table salt was ca. $1,640 mg\%$. Yield of the fish sauce based on the contents of proteinous and free amino nitrogen in the raw whole sardine was ca. $86\%$, and ca. $96\%$ of these compounds of the fish sauce was in the form of free amino nitrogen. The pH, salinity and histamine content of the fish sauce were $6.1\~6.3,\;14.2\~14.3\%$ and less than $10\;mg\%$.

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이축 압출성형 공정에 의한 밀기울의 물리화학적 변형 -1. 스크류의 조합과 공정변수 조절에 따른 시스템 변수의 변화- (Modification of Physico-chemical Properties of Wheat Bran by Twin-screw Extrusion Process -1. Effect of Screw Configuration and Process Parameters on System Parameters-)

  • 김종태;황재관;조성자;김철진;김해성
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.404-413
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    • 1995
  • 밀기울의 물리화학적 변형을 유도하기 위하여 3가지 형태의 스크류 조합을 달리한 이축 압출성형 가공시 수반되는 시스템 변수(압출온도, 압출압력, 기계적에너지 소모율, 평균 체류시간)의 변화를 분석하였다. 스크류는 reverse screw element(RSE)를 바렐의 중앙부에 3, 4 및 5개를 조합한 형태를 사용하여 스크류의 회전속도 $280{\sim}380\;rpm$, 원료의 공급속도 $22{\sim}38\;kg/hr$, 원료의 수분함량 $17{\sim}33%$ 범위에서 압출성형을 실시하였다. 압출온도는 RSE의 갯수가 증가할수록 상승하였고, 원료의 공급량과 수분함량이 증가할수록 감소하였다. 압출압력은 원료의 충진율이 감소하면 낮아졌으며, RSE가 많을수록 압출온도가 상승함으로서 용융물질의 점도가 떨어져 압력이 감소하였다. 또 원료의 공급량이 증가하고 원료의 수분함량이 낮을수록 압출압력이 감소하였다. 기계적에너지 소모율(specific mechanical energy; SME)은 원료의 공급량과 수분함량이 증가할수록 감소하였으며, RSE의 갯수를 3개에서 5개로 조합하여 사용함에 따라서 SME가 증가하였다. 평균체류시간(RT)은 RSE를 4개 조합한 경우가 가장 길었고, die hole의 크기가 작을수록 RT도 증가하였다. 원료의 공급량이 증가함에 따라서 RT는 감소하였으며, 원료의 수분함량이 증가될수록 RSE가 3개인 경우에는 RT가 증가하였고 4개 및 5개인 경우는 감소하였다.

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세관을 사용한 응축기에서 R-22의 대체냉매인 R-410A의 응축 열전달 특성 (Condensation Heat Transfer Characteristics of R-410A as an Alternative R-22 in the Condenser with Small Diameter Tubes)

  • 손창효
    • 청정기술
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    • 제13권2호
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    • pp.151-158
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    • 2007
  • 프레온계 냉매의 지구온난화와 오존층파괴 문제로 인해 대체냉매로서 R-410A가 주목을 받고 있다. 이러한 대체냉매를 세관에 적용시킬 경우 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 지구환경에 미치는 영향을 감소시키고, 대기를 청정하게 만드는 기술 및 방안으로 각광 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 R-22의 대체냉매로 각광받고 있는 R-410A의 세관응축기 내에서의 응축열전달 특성에 대해 실험적으로 고찰하고자 하였다. 실험장치는 유동양식, 열전달, 압력강하 특성을 파악할 수 있도록 제작되었고, 주요 구성품은 냉매펌프, 증발기, 응축기(시험부), 사이트 글라스(가시화부), 압력탭, 측정장치 등이다. 시험부의 내관은 내경 3.36 mm와 5.35 mm인 수평평활 동관이다. 실험변수들의 범위로서 질량유속 $200{\sim}500\;kg/m^2s$이고, 열유속은 $1.0{\sim}2.4\;kW$이다. R-410A의 응축열전달 계수가 R-22에 비해 최대 5% 정도 높은 것을 알 수 있었다. 세관 내 R-410A와 R-22의 유동양식은 환상류 영역이 지배적으로 나타남을 관찰하였고, 건도가 0.2 이하인 영역에서는 성층류가 나타남을 확인할 수 있었다. 내경 3.36 mm의 압력강하가 내경 5.35 mm에 비해 $30{\sim}50%$정도 높았다. 종래의 응축 열전달 상관식과 실험데이터를 비교한 결과, Fujii의 상관식과 최대 40%이내에서 일치하였다.

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급속응고법으로 제조한 과공정 Al-17Si-5Fe 합금 압출재의 미세조직 및 기계적 특성 (Mechanical Characteristics and Microstructures of Hypereutectic Al-17Si-5Fe Extruded Alloys Prepared by Rapid Solidification Process)

  • 김태준;김덕현;이세동;백아름;임수근
    • 한국주조공학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.26-31
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    • 2019
  • In this study, the mechanical characteristics and microstructure of hypereutectic Al-17Si-5Fe extruded alloys prepared by a rapid solidification process (RSP) were investigated. The hypereutectic Al alloy was fabricated by means of RSP and permanent casting. For RSP, the Al alloy melted at $920^{\circ}C$, cooling the specimens at a rate of $10^6^{\circ}C/s$ when the RSP was used, thus allowing the refining of primary Si particles more than when using permanent casting, at a rate of about 91%. We tested an extrusion RSP billet and a permanent-cast billet. Before the hot-extrusion process, heating to $450^{\circ}C$ took place for one hour. The samples were then hotextruded with a condition of extrusion ratio of 27 and a ram speed of 0.5 mm/s. Microstructural analyses of the extruded RSP method and the permanent casting method were carried out with OM and SEM-EDS mapping. The mechanical properties in both cases were evaluated by Vickers micro-hardness, wear resistance and tensile tests. It was found that when hypereutectic Al-17Si-5Fe alloys were fabricated by a rapid solidification method, it becomes possible to refine Si and intermetallic compounds. During the preparation of the hypereutectic Al-17Si-5Fe alloy by the rapid solidification method, the pressure of the melting crucible was low, and at faster drum speeds, smaller grain alloy flakes could be produced. Hot extrusion of the hypereutectic Al-17Si-5Fe alloy during the rapid solidification method required higher pressure levels than hot extrusion of the permanent mold-casted alloy. However, it was possible to produce an extruded material with a better surface than that of the hot extruded material processed by permanent mold casting.

서중환경에서 스트론튬계 수화열저감재를 사용한 콘크리트의 수화발열특성 평가 (Evaluation of Hydration Heat Characteristics of Strontium Based Hydration Heat Reducer Addition on Concrete in Hot Weather Condition)

  • 서동균;김규용;길배수;코야마 토모유키;남정수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.189-196
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    • 2020
  • 초고층 건축물과 같은 대형 건축물의 부재가 대형화 되면 수화발열로 인하여 내 외부 온도차가 커져 균열이 발생한다. 잠열재인 상전이 물질을 수화열저감재로써 사용하는 방법은 다른 방법들보다 접근성, 사용성, 효율성이 높다. 이에 따라 수화열저감재로 상전이 물질을 사용한 연구들이 많이 진행되고 있다. 하지만 상전이 물질은 상전이 반응온도가 다르기 때문에 외기온도, 콘크리트 비빔온도 같은 환경요인에 영향을 받을 수 있는데 이를 고려한 연구는 미미한 수준이다. 따라서 본 논문에서는 서중환경에서 수화열저감재를 사용한 콘크리트의 수화발열 특성과 품질을 평가하였다. 그 결과, 서중환경에서 스트론튬계 수화열저감재를 3wt.%, 5wt.%를 혼입했을 경우, OPC수준보다 수화발열은 8%, 21% 저감이 가능하고 발열속도는 약 75분, 85분 정도 지연할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 온도가 높을 때 상전이 반응이 상대적으로 촉진되어 실험실환경보다 향상된 성능 나타난 것으로 판단된다. 향후 서중환경에서 다른 종류의 수화열저감재 효율과 비교하고, 장기 재령에서의 강도발현 등에 대한 세부적인 검토를 진행할 예정이다.