• 제목/요약/키워드: Reflectance difference

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MODIS 지표 분광반사도 자료를 이용한 고품질 NDVI 시계열 자료 생성의 기법 비교 연구 (A comparative study for reconstructing a high-quality NDVI time series data derived from MODIS surface reflectance)

  • 이지혜;강신규;장근창;홍석영
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.149-160
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    • 2015
  • 원격탐사 자료 기반의 식생지수 시계열 자료를 이용함에 있어서 가장 중요한 것은 구름이나 에어로졸에 의한 자료의 품질저하 문제이다. 이 연구에서는 MODIS09 지표 분광반사도 자료를 이용하여 구름영향에 의한 저품질 자료를 제거한 뒤 결손자료를 내삽, 평활하여 연속적인 Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) 시계열 자료를 생산하였다. 구름에 의한 영향을 제거하기 위한 방법으로 MODIS 분광반사도 자료를 이용한 5가지의 구름탐지기법을 선정하여 비교, 평가하였다. 위성자료에서 제공하는 품질관리정보 (Quality Assessment, QA)에서 구름이라고 판단한 경우, MODIS09 Band 3 반사도가 10% 이상인 경우와 20% 이상인 경우, Cloud Detection Index (CDI)가 임계값 이상인 경우, 센서 천정각이 $32.25^{\circ}$ 이상인 경우를 각각 구름으로 판단하였다. 구름탐지로 인해 발생한 자료의 결손은 선형적 내삽 기법을 이용하여 보정한 뒤 Savitzky-Golay (S-G) 필터와 웨이브렛 변환을 각각 적용하여 평활하였다. 구름 탐지 기법은 10% 이상 Band 3 반사도 제거 기법(85%), Quality Control (QC) (82%), 20% 이상 Band 3 반사도 제거 기법(81%)의 순으로 높은 구름탐지율을 보였다. 웨이브렛 변환은 선형의 시계열 패턴을 얻을 수 있지만 원 자료의 최대값을 반영하지 못하는 반면 S-G 필터는 구름에 의한 신뢰도 낮은 값은 제거하면서도 NDVI 원 자료의 최대값을 유지하여 시계열 자료의 계절적 특성을 잘 보여주는 것을 확인하였다. 이 연구에서는 구름의 탐지, 결손 내삽, 평활 기법의 순차적인 자료처리기법을 적용하여 구름 영향을 제거한 고품질의 시계열 자료의 생산이 가능함을 확인하였다.

군·시도 수준에서의 작물 수확량 추정: 옥수수와 콩에 대한 근적외선 반사율 지수(NIRv) 최댓값의 잠재력 해석 (Unveiling the Potential: Exploring NIRv Peak as an Accurate Estimator of Crop Yield at the County Level)

  • 김대원;권령섭
    • 한국농림기상학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.182-196
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    • 2023
  • 작물 수확량의 정확하고 시기 적절한 추정은 세계적인 식량 안보 계획 및 농업 정책 개발을 포함하여 다양한 목적을 위해 중요하다. 원격 감지 기술은 특히 vegetation indices (VIs)를 활용한 작물 상태 모니터링과 예측에서 유망성을 보여주고 있다. 그러나 normalized difference vegetation index (NDVI) 와 enhanced vegetation index (EVI) 와 같은 전통적인 Vis는 식물광합성의 빠른 변화를 포착하는 데 제한이 있으며 작물 생산성을 정확하게 대표하지 못할 수 있다. 대체적인 Vis인 near-infrared reflectance of vegetation (NIRv)는 gross primary productivity (GPP)과 강한 상관관계를 가지며 빛이 반사할 때의 혼동을 해결하는 능력으로 인해 작물 생산량을 예측하는 더 나은 지표로 제안되었다. 연구 결과는 옥수수와 콩 모두에 대해 NIRv의 최댓값과 작물 수확량/면적 간에 유의한 상관관계가 있음을 입증했다. 이 상관관계는 콩에 대해 약간 더 강한 경향을 보였다. 게다가 대부분의 주요한 주에서는 NIRv의 최댓값과 생산량 간에 주목할 만한 관계가 있으며, 다양한 주에서 일관된 경사도를 보였다. 또한, 연간 데이터에서는 대부분의 값이 서로 밀접하게 군집되는 독특한 패턴을 관찰했다. 그러나 2012년은 다양한 주에서 독특한 작물 조건을 시사하는 이상값으로 나타났다. NIRv의 최댓값과 생산량 간의 확립된 관계를 기반으로, 우리는 2022년의 작물 수확량 데이터를 예측하고, 예측의 정확도를 Root Mean Square Percentage Error (RMSPE)를 사용하여 평가했다. 우리의 연구 결과는 지역별 작물 수확량 추정에 NIRv의 최댓값과 잠재력을 나타내며, 다양한 지역에서 정확도는 달라질 수 있다는 것을 보여줄 수 있다.

칡잎을 이용한 견직물의 녹색염 연구 (Dyeing of silk in green color used kudzu-vine leaves)

  • 정영옥
    • 한국농촌생활과학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.28-36
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    • 1999
  • The purpose of this study was to examine the best condition for dyeing silk in green color used kudzu-vine leaves which were available everywhere in our country except winter. Dyeing experiments were done under various dyeing conditions according to extracting method of dyebath from kudsu-vine leaves, pH of dyebath, dyeing time, concentration of dyebath and mordants which were treated after dyeing. Color difference ($\Delta$E) and Munsell's HV/C and color fastness to drycleaning, washing, perspiration and light were measured. The main results were as follows : 1. The color difference of dyed silk increased in dyebath B & C which were extracted in alkali water comparing with dyebath A which was extracted in distilled water. In dyebath B & C, the color difference was the highest in case of dyebath pH 5.0. 2. The colors of fabrics dyed in dyebath A were mainly yellow and the colors in dyebath B & C were yellow green. 3. The color differences of dyed silk increased according to dyeing time and concentration of dyebath. 4. The color were changed with the treatment of mordants. The most strong green color could get in Cu mordant treatment in dyebath C, pH 5.0, and concentration 4. 5. The peak of reflectance within the visible light of the fabric dyed in the most strong green color could be seen in $\lambda$500-520nm. 6. On the whole, the colorfastness of experimental fabrics dyed in dyebath B, C and Cu mordant treatment was good except the colorfastness to the light.

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지상부 원격탐사 센서의 반사율지수에 의한 고추 생체량 추정 (Estimation for Red Pepper(Capsicum annum L.) Biomass by Reflectance Indices with Ground-Based Remote Sensor)

  • 김현구;강성수;홍순달
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.79-87
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    • 2009
  • 지상 원격탐사 센서를 이용하여 질소 스트레스에 의한 고추의 생체량을 평가하기 위하여 사경재배를 이용한 포트실험을 수행하였다. 고추의 질소 스트레스 처리는 Hoagland 영양액 질소농도를 기준으로 40%에서 140% 까지 20% 간격으로 6개 수준으로 하였다. 고추는 이식후 120일 동안 생육시켰고 지상부의 생체중과 건물중, 잎의 질소흡수량과 엽록소 함량 그리고 수량을 조사하였다. 지상 원격탐사의 센서종류는 SPAD-502(Minolta)와 $Field\;Scout^{TM}$(CM1000, Spectrum) 엽록소 측정기, Spectroradiometer(LI-1800, Licor Inc.), $Crop\;Circle^{TM}$(Holland Scientific), 그리고 $GreenSeeker^{TM}$(Ntech Industries)를 사용하였다. 이식 후 120일째 고추의 지상부 건물중은 48.2 g/plant에서 196.6 g/plant로 큰 차이를 보였으며 변동계수는 27.8%였다. 이식후 40일, 50일 및 80일째 각 생육시기에서 원격탐사 반사율 지수들은 고추의 지상부 생체 중 및 건물중과 유의성 있는 정의 상관을 보였으며, 특히 $Crop\;Circle^{TM}$에 의한 반사율 지수들이 가장 양호한 상관계수를 보였다. 또한 고추 수확기인 이식후 120일째 고추수량, 지상부 건물중, 그리고 잎의 질소 흡수량은 생육중반기 원격탐사 센서의 반사율 지수들과 유의성 있는 정의 상관을 보였고, 특히 이식후 80일째 측정된 $Crop\;Circle^{TM}$의 aNDVI는 가장 양호한 상관계수를 보였다. 이러한 결과로부터 이식후 80일째 aNDVI는 수확기 고추의 생체량 및 질소 시비수준을 신뢰성 있게 예측할 수 있었다. 따라서 비파괴 실시간 지상원격 탐사 반사율 지수는 고추의 생육중반기 질소관리를 위한 효율적 도구로 활용 가능할 것으로 생각되었다.

식생 모니터링을 위한 다중 위성영상의 시공간 융합 모델 비교 (Comparison of Spatio-temporal Fusion Models of Multiple Satellite Images for Vegetation Monitoring)

  • 김예슬;박노욱
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_3호
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    • pp.1209-1219
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    • 2019
  • 지속적인 식생 모니터링을 위해서는 다중 위성자료의 시간 및 공간해상도의 상호 보완적 특성을 융합한 높은 시공간해상도에서의 식생지수 생성이 필요하다. 이 연구에서는 식생 모니터링에서 다중 위성자료의 시공간 융합 모델에 따른 시계열 변화 정보의 예측 정확도를 정성적, 정량적으로 분석하였다. 융합 모델로는 식생 모니터링 연구에 많이 적용되었던 Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model(STARFM)과 Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model(ESTARFM)을 비교하였다. 예측 정확도의 정량적 평가를 위해 시간해상도가 높은 MODIS 자료를 이용해 모의자료를 생성하고, 이를 입력자료로 사용하였다. 실험 결과, ESTARFM에서 시계열 변화 정보에 대한 예측 정확성이 STARFM보다 높은 것으로 나타났다. 그러나 예측시기와 다중 위성자료의 동시 획득시기의 차이가 커질수록 STARFM과 ESTARFM 모두 예측 정확성이 저하되었다. 이러한 결과는 예측 정확성을 향상시키기 위해서는 예측시기와 가까운 시기의 다중 위성자료를 이용해야 함을 의미한다. 광학영상의 제한적 이용을 고려한다면, 식생 모니터링을 위해 이 연구의 제안점을 반영한 개선된 시공간 융합 모델 개발이 필요하다.

IKONOS 영상을 이용한 천수만 황도 갯벌 표층 퇴적상 분류 (Classification of Sedimentary Facies Using IKONOS Image in Hwangdo Tidal Flat, Cheonsu Bay)

  • 유주형;우한준;박찬홍;유홍룡
    • 한국습지학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.121-132
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    • 2005
  • 천수만 황도 갯벌의 IKONOS 영상을 이용한 표층 퇴적상 분류를 위하여 광학 반사도를 입도, 조류로의 형태, 지잔존수 (surface remnant water)의 면적비와 같은 다양한 퇴적환경 요소들과 비교하였다. IKONOS 영상과 갯벌 내의 소지형별 퇴적환경 사이의 관계를 분석하기 위하여 Echo-sounder를 이용하여 갯벌 Digital Elevation Model (DEM)을 만들었다. 펄-혼합 퇴적상과 모래 퇴적상의 경계에서 광학 반사도의 차이가 뚜렷하게 나타났으며 사주의 구분도 가능하였다. 펄-혼합 퇴적상 지역은 조류로가 매우 복잡하게 발달하고 있으며 지형이 상대적으로 높은 곳에 위치하고 있었다. 펄과 혼합 퇴적의 경계에서 지표수의 존재 유무가 다르게 나타났으나 광학 반사도의 차이가 뚜렷하지 않았다. 모래 퇴적상의 경우 조류로가 단순하게 직선형으로 발달했으며 지형도 상대적으로 낮은 지역에 분포하였으며 지표잔존수가 거의 전 지역을 덮고 있어 광학 반사도가 낮게 나타났다. 최대우도 분류법을 이용한 표층 퇴적상 분류정밀도는 86.2 %로 나타났다. 이 결과로부터 IKONOS와 같은 고해상도 영상에 대해 지표잔존수, 조류로 분포와 지형 등의 갯벌 퇴적학적 특성을 고려한다면 펄, 혼합 그리고 모래 퇴적상 구분은 가능하다는 것을 알 수 있다.

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드론 초분광 영상 활용을 위한 절대적 대기보정 방법의 비교 분석 (A Comparative Study of Absolute Radiometric Correction Methods for Drone-borne Hyperspectral Imagery)

  • 전의익;김경우;조성빈;김성학
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.203-215
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    • 2019
  • 드론에 탑재가 가능한 초분광 센서가 개발됨에 따라 높은 공간해상도와 분광해상도를 가지는 초분광 영상의 획득이 가능해졌다. 드론 초분광 영상은 저고도에서 획득되므로 대기보정의 중요성이 낮아졌으나, 초분광 영상의 활용하여 지표물의 농도 추정 등의 연구를 위해서는 원자료에서 정규화된 분광반사율로 변환 과정에 관한 연구는 필수적으로 이루어져야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 드론 초분광 영상에 대리복사보정과 대기복사전달모델 기반의 대기보정 알고리즘을 적용하고 결과를 비교분석하였다. 대리복사보정에는 균일한 물질로 이루어진 타프의 분광반사율을 이용하여 경험적 선형보정 기법을 적용하였다. 대기보정 알고리즘은 항공 초분광 영상의 대기보정에 널리 사용되는 Modtran-5 기반의 ATCOR-4를 사용하였다. 기준 반사율과의 상관도와 차이의 RMSE를 분석한 결과, 단일 시기의 초분광 영상에서 타프를 이용한 대리보정이 가장 정확도가 높았지만, 초분광 영상의 활용 목적에 따라 대기보정 알고리즘의 활용이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 향후 다중 시기의 영상에 대해 추가적인 대리보정 실험을 통해 정규화된 분광반사율 변환 과정이 이루어진다면 드론 초분광 영상을 활용한 정밀한 분석이 가능할 것으로 사료된다.

다중분광 드론영상의 표준화를 위한 전처리 기법 비교·분석 (Comparative Analysis of Pre-processing Method for Standardization of Multi-spectral Drone Images)

  • 안호용;류재현;나상일;이병모;김민지;이경도
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1219-1230
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    • 2022
  • 농업관측에서의 다중분광 드론은 식생구분 및 식생활력도 분석에 있어 복사량이나 반사도와 같은 물리량을 기반으로 한 정량적이고 신뢰성 있는 데이터가 필요하다. 작황분석 모니터링을 위한 원격탐사 자료의 경우 동일지역에 대해 여러 시기에 걸쳐 촬영된 영상이 요구되며, 특히 엽면적 지수 또는 엽록소와 같은 생물리자료의 경우 동일한 기준에서의 시계열 자료를 통해 분석되므로 직접적으로 비교 가능한 반사도 자료가 필요하다. 드론영상을 기반 정사영상(정합영상)은 전체 영상 화소값이 왜곡되거나 접합 경계면 화소값의 차이가 발생하여 정확한 물리량 산출에 한계를 가진다. 본 연구는 시계열 작황 모니터링을 위한 드론영상의 보정방법에 따른 지상 반사도와 드론영상 기반 식생지수를 산정하고 그 결과를 지상관측자료와 비교하여 전처리 방법에 따른 드론영상의 분광학적 특성을 구명하고자 수행하였다.

다른 특성을 가지는 도재가 반복소성에 따라 색조변화에 미치는 영향 (The Effect of Repeated Firing on the Color Difference of a Metal-Ceramic System with Different Porcelain Powder)

  • 황재선
    • 대한치과기공학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.23-36
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    • 2009
  • The goal of esthetic restoration is to achieve morphologic, optical, and biologic acceptance. Creation of a natural looking ceramic restoration, which blends harmoniously with surrounding dentition, is not always achieved. A successful color match is an important aspect of any esthetic dental restoration. Since natural enamel has inherent translucency, it is important that ceramic restorations reproduce the translucency and color of the natural teeth. However, the final color match of porcelain crowns to adjacent natural dentition remains some problem. Difficulties related to color matching arise from the structural differences that exist between metal ceramic crowns and natural teeth, the limited range of available ceramic shades, inadequate shade guides, different types of metal alloys, repeated firing, the condensation technique, and varying compositions of ceramic materials. Many factors contribute to the esthetic success of dental restoration: optical properties such as color and its elements of hue, value, and chroma; translucency and opacity; light transmission and scattering; and metamerism and fluorescence. The purpose of this study was to determine the color changes of metal-ceramic system with different veneering porcelain powder after repeated firing. The objectives of this in vitro study were to measure the lightness($L^*$), chromaticity($a^*$), chromaticity($b^*$), chroma($C^*$), hue(h), reflectance(%), color difference(${\Delta}E$). The following conclusions were obtained: 1. An increase in the number of firings resulted in decrease in lightness($L^*$) but increase in chromacticity($a^*$) with all porcelain. After the second sintering resulted in decrease in chromacticity($b^*$) with opaque-dentin porcelain and dentin porcelain but in increase with enamel porcelain and translucency porcelain. And after the second sintering resulted in decrease in chroma($C^*$) with opaque-dentin porcelain and dentin porcelain, but on the whole side in decrease with enamel porcelain and translucency porcelain. 2. After the second firing, a increase in the number of firings resulted in decrease reflectance(%) in all wavelength. 3. There were noticeable color differences(${\Delta}E$) between first sintering and multiple firings(dentin porcelain: 5.29~8.15, opaque-dentin porcelain: 4.83~8.2, enamel porcelain: 8.93~13.15, translucency porcelain: 9.37~12.91), but the color difference(${\Delta}E$) after second sintering were down to 4.87 in all porcelain. 4. Given the NBS Criteria, a 'trace' was not found this study but a 'slight' was found 2-3, 3-5 in dentin porcelain, 2-3 in opaque-dentin porcelain, 3-5, 5-10 in enamel porcelain and translucency porcelain, a 'noticeable' was 2-5, 3-10, 5-10 in dentin porcelain and opaque-dentin porcelain, 2-3, 2-5, 3-10 in enamel porcelain 2-3, 3-10 in translucency porcelain, an 'appreciable' was 1-2, 1-3, 2-10 in dentin porcelain 1-2, 1-3, 2-10, 3-10 in opaque-dentin porcelain, 2-10 in enamel porcelain, 2-5, 2-10 in translucency porcelain, a 'much' was 1-5, 1-10 in dentin porcelain and opaque-dentin porcelain, 1-2, 1-3, 1-5 in enamel porcelain 1-2, 1-3, 1-5, 1-10 in translucency porcelain, a 'very much' was 1-10 in enamel porcelain.

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연요철(Anti-Glare) 구조의 표면 유리 기판을 가지는 고효율 태양전지 모듈 (Solar Module with a Glass Surface of AG (Anti-Glare) Structure)

  • 공대영;김동현;윤성호;배영호;류인식;조찬섭;이종현
    • 한국진공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.233-241
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    • 2011
  • 태양전지 모듈은 back sheet, 후면 충진재, 태양전지 cell, 전면 충진재, 전면 보호유리의 구성으로 되어 있다. Back sheet는 유리 또는 금속을 사용하는데 사용 재료에 따라 각각 유리봉입방식, 슈퍼스트레이트방식으로 구분된다. 태양전지를 보호하기 위한 충진재는 빛의 투과율 저하가 적은 poly vinyl butylo나 내습성이 뛰어난 ethylene vinyl acetate 등이 주로 이용된다. 유리봉입방식과 슈퍼스트레이트 방식의 공통점은 모듈 전면에 투과율과 내 충격 강도가 좋은 강화 유리를 사용하는 것이다. 하지만 현재 모듈의 전면 유리는 평탄한 표면 때문에 태양고도가 낮을 때 상대적으로 반사율이 높은 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 표면 유리에 요철(anti-glare) 구조를 형성하면 평면(bare) 구조의 표면에서 반사되는 태양광이 일부 태양전지 내부로 재입사가 일어나게 되어 표면 반사율이 낮아지게 되고, 이로 인하여 태양전지의 효율이 증가하게 된다. 특히 이러한 효과는 태양고도가 낮아졌을 때 요철(anti-glare) 구조에 의한 반사율의 감소가 증가하기 때문에 평면 구조보다 요철(anti-glare) 구조의 태양전지 모듈의 효율이 향상될 것이다. 본 논문에서는 요철(anti-glare) 구조의 유리와 평면 구조의 유리에서 태양고도의 고도 변화에 따른 반사와 투과 특성을 확인하기 위하여 입사광의 각도에 대한 반사율과 투과율을 측정하여 비교 분석하였다. 그리고 태양전지 cell 위에 요철(anti-glare) 구조의 유리와 평명 구조의 유리를 각각 위치 시킨 후 태양전지 cell의 효율 변화를 확인하였다. 태양전지 cell의 표면 구조에 따라 요철 구조의 유리 기판의 특성을 비교하기 위하여 태양전지 cell의 표면을 이방성 식각 용액을 이용하여 역피라미드 구조의 텍스쳐링 태양전지 cell과 평면 구조의 태양전지 cell을 각각 사용하여 비교하였다.