• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.181-186
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• 2019

수상태양광발전 시스템은 건물옥상이나 산지 등에 개발되는 육상 태양광 발전과는 달리 주로 댐이나 저수지 등 수면위에 부력체를 이용하여 태양광 모듈을 설치하는 새로운 개념의 발전기술로서 국내 저수지 수면의 약 5 % 정도만 활용하다라도 약 4,170 MW 규모의 발전시설 건설이 가능할 만큼 개발 잠재량이 풍부하여 환경에 대한 훼손이 없이 국토의 효율적 이용이 가능한 장점이 있다. 그러나 육상과 달리 수면위에서 태양광 발전을 하기 위해서는 부력체를 이용하여 모듈 등 발전시설을 수면 위에 설치하여야 하며, 이와 더불어 수위 및 유속의 변동 등에도 안정적으로 시설을 유지할 수 있는 기술이 요구된다. 이러한 수상태양광발전 시스템에 추가적으로 안전성을 평가할 수 있는 기술기준이 현재 정립이 되어 있지 않으며 본 논문을 통해 수상태양광발전 시스템의 표준화를 위해 고려할 사항들을 정리하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.139-150
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• 2021

현재 국내 신재생에너지 보급 정책은 RPS(Renewable Portfolio Standard; 공급의무화제도)이다. 대용량 발전사업자는 신재생 의무공급량을 직접 생산하거나 REC(Renewable Energy Certificates; 공급인증서) 구매를 통해서 확보한다. 정부는 신재생 에너지원의 경제적, 사회적 가치를 평가하여 각 에너지원에 가중치를 매기는 REC 가중치를 여러 차례 개정했으며 의무공급 비율도 점차 증가하도록 개정했다. 본 연구는 정부의 정책이 관련 산업에 미치는 영향을 확인하는 데 도움이 된다. 태양광발전에 관한 REC 가중치 개정과 신재생 의무공급량이 태양광 설비량에 미치는 영향을 분석하기 위해 태양광 설비량을 종속변수로 시계열 분석과 의무공급량에 대한 회귀분석을 수행하였다. 결과적으로 REC 가중치 개정과 의무공급량 증가는 태양광 설비량 증가에 유의미한 영향을 미친다는 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권2호
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• pp.110-114
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• 2021

In this study, we fabricated light-weight solar module for various applications such as building integrated photovoltaics (BIPV), vehicles, trains, etc. Ethylene tetra fluoro ethylene (ETFE) film was applied as a material to replace the cover glass, which occupies more than 65% of the weight of the PV module. Glass fiber reinforced plastic (GRP) was applied to the ones with a low durability by replacing the cover glass to ETFE. Moreover, to achieve a high solar power conversion in this study, we applied a shingled design to weight reduced solar modules. The shingled module with GRP shows 183.7 W of solar-to-power conversion, and the output reduction rate after weight load test was 1.14%.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.254-255
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• 2012

Interest in nano-crystalline silicon (nc-Si) thin films has been growing because of their favorable processing conditions for certain electronic devices. In particular, there has been an increase in the use of nc-Si thin films in photovoltaics for large solar cell panels and in thin film transistors for large flat panel displays. One of the most important material properties for these device applications is the macroscopic charge-carrier mobility. Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) or nc-Si is a basic material in thin film transistors (TFTs). However, a-Si:H based devices have low carrier mobility and bias instability due to their metastable properties. The large number of trap sites and incomplete hydrogen passivation of a-Si:H film produce limited carrier transport. The basic electrical properties, including the carrier mobility and stability, of nc-Si TFTs might be superior to those of a-Si:H thin film. However, typical nc-Si thin films tend to have mobilities similar to a-Si films, although changes in the processing conditions can enhance the mobility. In polycrystalline silicon (poly-Si) thin films, the performance of the devices is strongly influenced by the boundaries between neighboring crystalline grains. These grain boundaries limit the conductance of macroscopic regions comprised of multiple grains. In much of the work on poly-Si thin films, it was shown that the performance of TFTs was largely determined by the number and location of the grain boundaries within the channel. Hence, efforts were made to reduce the total number of grain boundaries by increasing the average grain size. However, even a small number of grain boundaries can significantly reduce the macroscopic charge carrier mobility. The nano-crystalline or polymorphous-Si development for TFT and solar cells have been employed to compensate for disadvantage inherent to a-Si and micro-crystalline silicon (${\mu}$-Si). Recently, a novel process for deposition of nano-crystralline silicon (nc-Si) thin films at room temperature was developed using neutral beam assisted chemical vapor deposition (NBaCVD) with a neutral particle beam (NPB) source, which controls the energy of incident neutral particles in the range of 1~300 eV in order to enhance the atomic activation and crystalline of thin films at room temperature. In previous our experiments, we verified favorable properties of nc-Si thin films for certain electronic devices. During the formation of the nc-Si thin films by the NBaCVD with various process conditions, NPB energy directly controlled by the reflector bias and effectively increased crystal fraction (~80%) by uniformly distributed nc grains with 3~10 nm size. The more resent work on nc-Si thin film transistors (TFT) was done. We identified the performance of nc-Si TFT active channeal layers. The dependence of the performance of nc-Si TFT on the primary process parameters is explored. Raman, FT-IR and transmission electron microscope (TEM) were used to study the microstructures and the crystalline volume fraction of nc-Si films. The electric properties were investigated on Cr/SiO2/nc-Si metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitors.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.577-581
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• 2011

가시광 영역에서 강한 광루미네선스(photoluminescence, PL) 특성이 있는 실리콘 나노입자는, 생물학적 형광 이미징, RGB(red, green, blue) 디스플레이, 포토닉스, 광전소자 등의 응용소재로 개발될 수 있어 많은 연구가 수행되고 있다. 실리콘 나노입자의 광학적 및 물리화학적 특성을 이용한 실용적인 응용 및 개발을 위해서는 그 특성의 조절이 용이한 제조법 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 Na(naphthalide)를 환원제로 사용한 용액환원법을 이용하여 한 단계로 입자표면이 알킬기로 안정화된 평균 <10 nm 크기의 실리콘 나노입자를 합성할 수 있는 방안을 시도하였다. 이를 위하여 실리콘 전구체로 알킬기를 포함하고 있는 (Octyl)$SiCl_3$ 단독 또는 (Octyl)$SiCl_3$와 $SiCl_4$의 혼합물을 사용하여 Si-Cl 결합의 환원을 통한 입자의 형성과 동시에 반응물에 포함된 Octyl 기에 의한 표면 안정화를 한번에 달성할 수 있었다. 합성한 실리콘 입자의 TEM/EDS, FTIR 분석결과 입자의 크기는 <10 nm이며, 표면이 알킬기로 덮여있어 소수성 용제인 헥산에 쉽게 용해되었으며 입자표면은 소량의 산화된 Si-O-Si 그룹을 포함하고 있었다. UV-vis 및 PL 분석결과 표면 알킬기를 포함하는 실리콘 나노입자의 전형적인 광 특성을 보여 간단한 반응단계를 통하여 표면이 Octyl기로 덮인 실리콘 나노입자를 합성할 수 있음을 보였다. 본 연구에서 시도한 합성법을 응용할 경우, 향 후 실리콘 나노입자의 표면에 다양한 기능기를 one-pot으로 도입할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국조경학회지
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• 제42권1호
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• pp.41-49
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• 2014

본 연구는 미국 샌프란시스코시 수목 음영이 개별 건물 지붕 및 옥상에 입사되는 태양에너지 잠재량에 미치는 영향을 LiDAR를 이용한 고해상도 3차원 수치모델을 이용하여 공간적으로 정량화하였다. 최근 분산형 태양광 발전이 기후변화 대응에 중요한 부분으로 주목받고 있으나, 이러한 도심 태양광 발전은 주변부의 지형, 건물, 지붕모양, 수목 등의 음영에 의해 발전량이 제한되는 특성이 있다. 특히 건물 주변의 수목의 경우 도시열섬현상의 저감, 냉난방 에너지 수요량의 절감 등의 순기능과 태양광 발전량 감소의 역기능을 동시에 가지고 있어 두 가지 효용의 상충을 최소화하기 위해 해당 위치에 대한 공간적 분석이 요구된다. 샌프란시스코시 전체 건물 지붕면적의 태양에너지 총량은 년간 18,326,671 MWh으로, 수목의 음영에 의한 감소량은 326,406 MWh로 총량의 1.78%에 해당하였다. 건물지붕의 단위 면적당 일조량은 $34.4kWh/m^2/year$에서 $1,348.4kWh/m^2/year$ 범위로 산출되었다. 본 연구를 통해 도심 수목에 의한 건물별 일조에너지 감소량의 공간자료가 구축되었으며, 개별 건물지붕에 일조량의 변이를 주변 수목의 밀도, 평균수고, 수고의 분산값을 이용한 회귀모델을 통해 설명하였다. 본 연구는 도심수목의 환경적 순기능을 유지함과 동시에 태양광 발전 감소량의 최소화 할 수 있는 방법을 제공함으로써 지속가능한 도시를 구축하는데 기여할 것으로 기대된다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제4권2호
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• pp.68-79
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• 2016

The power conversion efficiency of perovskite solar cells has remarkably increased from 3.81% to 22.1% in the past 6 years. Perovskite solar cells, which are based on the perovskite crystal structure, are fabricated using organic-inorganic hybrid materials. The advantages of these solar cells are their low cost and simple fabrication procedure. Also, they have a band gap of about 1.6 eV and effectively absorb light in the visible region. For the commercialization of perovskite solar cells in the field of photovoltaics, the issue of their long term stability cannot be overlooked. Although the development of perovskite solar cells is unprecedented, their main drawback is the degradation of the perovskite structure by moisture. This degradation is accelerated by exposure to UV light, temperature, and external bias. This paper reviews the aforesaid reasons for perovskite solar cell degradation. We also discuss the research directions that can lead to the development of perovskite solar cells with high stability.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.332-340
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• 2017

본 연구에서는 다목적 최적화 기법을 이용하여 다양한 신재생에너지 자원 기반 통합 에너지 공급 시스템을 설계 및 평가 한다. 본 연구에서는 에너지 공급 시스템의 주요 구성요소로써 태양광 모듈, 풍력터빈 및 화석연료 기반 발전장치 등 에너지 생산 기술을 비롯하여 배터리와 인버터 등의 전력 에너지 저장 및 변환 장치 등도 포함한다. 특히, 6개의 한국 대표 지역을 선별하여 각 지역의 에너지 요구량 및 실제 신재생 에너지 자원 데이터를 기반으로 최적의 독립 통합 에너지 공급 시스템을 설계하였으며, 총 소요비용, 단위에너지비용 및 생애주기 이산화탄소 배출 분석 등, 다양한 지표를 이용하여 시스템의 경제성 및 환경성을 분석한다. 특히 다목적최적화 기법을 이용하여 최소 비용과 최소 이산화탄소 배출 등 두 목적함수를 동시에 만족하는 파레토 솔루션을 규명함으로써 신재생 자원 기반 독립 에너지 공급 시스템 설계의 가능성 및 효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 신재생에너지 자원이 좋은 지역일수록 시스템 구축 비용 증가에 따른 이산화탄소 절감 효과가 높은 것으로 나타났다. 또한, 신재생에너지 자원 기반 에너지 공급 시스템의 전력 단가는 현재 기존 단가보다 평균 0.35~0.46 $/kWh높게 나타났으며, 이산화탄소 배출량의 경우 기존 배출량보다 470~490 g$CO_2$/kWh정도의 저감효과를 보임을 분석하였다.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.219-226
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• 2013

차세대 전자 디스플레이 관련 제품의 휴대편리성, 유연성, 경량화, 대형화 등의 요구조건을 확보할 수 있는 유기반도체 소재기반 소프트 일렉트로닉스에 많은 관심이 모아지고 있다. 소프트 일렉트로닉스의 응용분야로는 전자 신문, 전자 책, 스마트카드, RFID 태그, 태양전지, 휴대용 컴퓨터, 센서, 메모리 등이 있으며, 핵심소자는 유기 전계효과 트랜지스터(organic field-effect transistor, OFET)이다. OFET의 고성능화를 위해서는 유기반도체, 절연체, 전극 구성소재들이 최적화 구조를 형성하도록 적층되어야 한다. 필름형성화 과정에서 대부분의 유기반도체 소재는 결합력이 약한 van der Waals 결합으로 자기조립 결정구조를 형성하므로, 이들의 결정성 필름구조는 주위 환경(공정변수 및 기질특성)에 의해 크게 달라진다. 특히 기질의 표면 에너지(surface energy) 및 표면 거칠기(surface roughness)에 따라 유기반도체 박막 내 결정 구조 및 배향 등은 크게 달라져, OFET의 전기적 특성에 큰 차이를 미친다. 유기친화적 절연층 소재 및 표면개질화는 전하이동에 유리하도록 용액 및 증착공정 유기반도체 박막의 결정구조 및 배향을 유도시켜 OFET의 전기적 성능을 향상시킬 수 있다.

• 공업화학
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• 제25권6호
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• pp.624-631
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• 2014

본 연구에서는 새로운 종류의 공액 고분자 3-(5-(5,6-bis(octyloxy)-7-(thiophen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazol-4-yl)thiophen-2-yl)-10-(4-(octyloxy)phenyl)-10H-phenothiazine (P1)과 3-(5-(5,6-bis(octyloxy)-7-(thiophen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazol-4-yl)thiophen-2-yl)-10-(4-((2-ethylhexyl)oxy)phenyl)-10H-phenothiazine (P2)를 스즈키 커플링 반응으로 합성하여 유기박막 태양전지로의 특성을 확인하였다. Push-pull 구조 고분자의 전자주개 물질로 phenothiazine 유도체를, 전자받개 물질로 benzothiadiazole 유도체를 사용하였다. 전자를 풍부하게 하고, 용해성을 향상시키기 위하여 phenothiazine의 질소 원자에 알콕시 사슬이 도입된 방향족 고리를 치환하여 2종의 고분자(P1, P2)를 합성하였다. P1, P2의 분자량은 각각 4,911, 5,294이었고, $T_d$는 각각 321.9, $323.7^{\circ}C$로 이로부터 열 안정성이 우수함을 확인하였으며, 최대흡수파장은 549, 566 nm이었다. 소자를 제작하여 유기박막태양전지의 특성을 측정한 결과, P1과 P2의 효율은 각각 0.96, 0.90%이었다.