• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.417-417
• /
• 2016

Global environmental deterioration has become more serious year by year and thus scientific interests in the renewable energy as environmental technology and replacement of fossil fuels have grown exponentially. Photoelectrochemical (PEC) cell consisting of semiconductor photoelectrodes that can harvest light and use this energy directly to split water, also known as photoelectrolysis or solar water splitting, is a promising renewable energy technology to produce hydrogen for uses in the future hydrogen economy. A major advantage of PEC systems is that they involve relatively simple processes steps as compared to many other H2 production systems. Until now, a number of materials including TiO2, WO3, Fe2O3, and BiVO4 were exploited as the photoelectrode. However, the PEC performance of these single absorber materials is limited due to their large charge recombinations in bulk, interface and surface, leading low charge separation/transport efficiencies. Recently, coupling of two materials, e.g., BiVO4/WO3, Fe2O3/WO3 and CuWO4/WO3, to form a type II heterojunction has been demonstrated to be a viable means to improve the PEC performance by enhancing the charge separation and transport efficiencies. In this study, we have prepared a triple-layer heterojunction BiVO4/WO3/SnO2 photoelectrode that shows a comparable PEC performance with previously reported best-performing nanostructured BiVO4/WO3 heterojunction photoelectrode via a facile solution method. Interestingly, we found that the incorporation of SnO2 nanoparticles layer in between WO3 and FTO largely promotes electron transport and thus minimizes interfacial recombination. The impact of the SnO2 interfacial layer was investigated in detail by TEM, hall measurement and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques. In addition, our planar-structured triple-layer photoelectrode shows a relatively high transmittance due to its low thickness (~300 nm), which benefits to couple with a solar cell to form a tandem PEC device. The overall PEC performance, especially the photocurrent onset potential (Vonset), were further improved by a reactive-ion etching (RIE) surface etching and electrocatalyst (CoOx) deposition.

• The Korean Journal of Ecology
• /
• 제4권3_4호
• /
• pp.59-67
• /
• 1981

본 연구는 Heteromeres arbutifolia의 잎과 Ferocactus acanthodes의 줄기에서 기공저항을 측정하여 공변세포의 능동적 수동적 운동을 이론적 기반하에서 연구하는데 그 목적이 있다. 빛과 물의 손실에 대한 기공의 능동적 수동적 반응이 관찰되었고 공변세포의 내외의 물의 득실율을 명명 $\Delta$Wi 와 $\Delta$Wt라고 하였을 때 그곳에 축적되는 물의 축적율은 $\Delta$Wi-$\Delta$Wt로 표시된다. 빛의 존재하에서 기공이 열린 잎을 암처리시키고 어두운 곳에서 기공이 닫힌 잎에 빛을 주었을때, H. arbutifolia잎의 공변세포는 $\Delta$Wi>$\Delta$Wt인 상태만을 나타냈고 기공개폐는 능동적이였다. 그러니 자연광하에서 기공을 닫는 F. acanthodes의 줄기에 검은 천을 덮었다가 벗겼을때 공변세포의 운동은 $\Delta$Wi<$\Delta$Wt 상태에서 일어 났으며 수동적이였다. 줄기에서 떨어짐으로 인해 $\Delta$Wi>$\Delta$Wt 상태를 나타내는 H. arbutifolia와 F. acanthodes의 공변세포의 운동은 광의 유무에 무관하게 언제나 수동적으로 일어 났다. F. acanthodes와 Opuntia bigelovii의 줄기에 있는 공변세포의 증산저항계수는 각각 0.380과 0.135였으며 이들은 0.034의 값을 나타내는 H. arbutifolia잎의 경우보다 훨씬높다. 더우기 낮동안 F. acanthodes의 줄기에서 기공이 열리는 현상은 물을 줌으로써 유도될 수 있었다. 이 결과들로부터 사막의 CAM식물들은 언제나 기공을 여는 상태이나 밤동안은 $\Delta$Wi>$\Delta$Wt이고 낮동안은 $\Delta$Wi<$\Delta$Wt가 되므로 밤에 기공이 열리고 낮에는 닫히는 수동적 운동을 하게된다고 해석된다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권7호
• /
• pp.1285-1290
• /
• 2017

본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 법으로 두께를 변화시켜가며 유리기판 위에 ITZO 박막을 제작하여 전기적, 광학적, 구조적 특성을 조사하였다. ITZO 박막의 두께가 증가함에 따라 면저항은 현저하게 감소하는 추세를 보였으나, 비저항은 ITZO 박막의 두께와 무관하게 $5.06{\pm}1.23{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$의 거의 일정한 값을 나타내었다. ITZO 박막의 두께가 증가할수록 투과도 곡선이 장파장 쪽으로 이동하였다. 두께 360 nm 인 ITZO 박막의 가시광 영역에서와 P3HT : PCBM 유기물 활성층의 흡수 영역에서의 재료평가지수는 각각 $8.21{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$과 $9.29{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$로 가장 우수한 값을 나타내었다. XRD와 AFM 측정을 통해, 두께에 상관없이 모든 ITZO 박막이 비정질 구조이며 표면 거칠기는 0.309에서 0.540 nm 범위로 매우 부드러운 표면을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 비정질 ITZO 박막이 유기박막 태양전지에 매우 유망한 재료라는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권12호
• /
• pp.1147-1153
• /
• 2010

본 연구에서는 Compound parabolic concentrator reactor system을 이용하여 초기농도 10 mg/L의 클로로포름을 광촉매 반응으로 처리하였다. 1000 W의 메탈할라이드 방전램프를 인공태양광원으로 사용하였으며 약 99%의 클로로포름이 광촉매반응에 의하여 90분 안에 제거되어 먹는물 수질기준인 0.08 mg/L을 만족하였다(pH 5.24, $TiO_2$ 농도 0.2 g/L). 또한 초기 pH와 $TiO_2$ 농도가 클로로포름의 분해에 미치는 영향 을 알아보기 위해 pH 4, 5, 6, 7과 $TiO_2$ 농도 0.1, 0.2, 0.4의 조건에서 실험을 수행하였으며, 각 pH 에서의 $TiO_2$ 입자크기(particle size)와 비표면적(specific surface area)을 측정하여 클로로포름 분해율과 비교하여 비표면적과 광촉매반응 활성 사이의 상관관계를 규명하고자 하였다. 그 결과 pH와$TiO_2$ 농도에 따른 클로로포름 분해율은 큰 차이를 보이지 않았다. 하지만 pH에 따라 $TiO_2$의 입자크기분포(particle distribution)와 비표면적이 변했고 pH 7은 다른 pH 영역보다 비표면적이 약 2배 정도 작은 결과를 보였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 클로로포름의 광촉매반응은 $TiO_2$의 비표면적과 상관관계가 없는 TCE-type인 것을 유추할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.158-163
• /
• 2011

박막 태양전지의 저가 고효율화를 실현하기 위해 넓은 면적의 기판 위에 코팅이 가능하며 진공의 유자가 필요 없기 때문에 장치가 간단하고 고순도의 균질한 박막을 얻을 수 있고 박막의 조성을 쉽게 조절할 수 있는 Sol-Gel법을 이용 하였다. Se보다 저가이며 독성이 없고 풍부한 원료인 S로 치환하여 사용하며 Cu/In비 값을 조절하고 tetragonal chalcopyrite $CuInS_2$의 열처리 온도에 따른 박막의 구조적, 광학적 특성에 미치는 변수들의 영향을 알아보았다. XRD pattern을 관찰한 결과 Cu/In비가 1.0일 때 $2{\theta}=27.9^{\circ}$에서 주피크가 가장 강하게 나타났으며 (112) 방향의 배향성을 가진 chalcopyrite상임을 확언 할 수 있었다. 열처리 온도가 증가할수록 (112) 면의 강도가 커지며 $500^{\circ}C$에서 열처리를 한 $CuInS_2$ 박막은 tetragonal 구조의 화학량론적 $CuInS_2$ 특징을 나타내고 본 실험의 샘플의 격자상수를 측정한 값이 a = 5.5032, c = 11.1064 ${\AA}$이며 JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards)에 보고된 데이터 a = 5.523, c = 11.14 ${\AA}$과 거의 일치하였다. 광학적 특성을 알아보기 위해 측정한 광투과율은 가시광선 영역(380~770 nm)에서 전체적으로 30% 이하로 나타났다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제34권1호
• /
• pp.72-80
• /
• 2014

This study proposed a wind power generation system utilizing outdoor air on the rooftop and indoor ventilation, which would increase according to the building height, as a way to help to save energy consumption in a building by using wind power energy of the new renewable energy sources. The study measured the distribution of air currents and power generation according to the usage factor of exhaust pipes in the kitchen and bathroom and identified the elements to consider when applying a wind power generation system to buildings in order to use outdoor air on the rooftop increasing according to the height and the indoor ventilation produced in the facility vertical shafts inside the buildings by installing a wind power generation system on the rooftop. (1) The study measured the ventilation velocity of the kitchen hood and bathroom ventilation fan by changing the zone areas by the households according to the usage factor of [${\alpha}$]=33~100%. As a result, the kitchen ventilation pipe generated the ventilation wind of 3.0m/s or more at the usage factor of [${\alpha}$] 66% or higher, and the bathroom ventilation pipe generated ventilation velocity lower than 3.0m/s, the blade velocity of the wind power generator, even after the usage factor rose to [${\alpha}$]=100%. (2) As the old bathroom ventilation pipe generated the ventilation velocity of 3.0m/s, the blade velocity of the wind power generator, even with the rising usage factor [${\alpha}$], the application of an outdoor air induction module increased the ventilation velocity by 2.9m/s at the usage factor of [${\alpha}$]=33%, 3.8m/s at the usage factor of [${\alpha}$]=66%, and 3.6m/s at the usage factor of [${\alpha}$]=100%. Thus the ventilation velocity of 3.0m/s, the blade velocity of the wind power generator, or higher was secured. (3) The findings prove that the applicability of a wind power generation system using outdoor air on the rooftop and indoor ventilation is excellent, which raises a need for various efforts to increase the possibility of its commercialization such as securing its structural stability according to momentary gusts on the rooftop and typhoons in summer and making the structure light to react to the wind directions of outdoor air on the rooftop according to the seasons.

• 한국진공학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.77-85
• /
• 2011

실리콘(Si)에 비해 상대적으로 밴드 갭이 작고, 열전도도가 낮으며, 기존의 Si 반도체 공정 기술과 호환이 가능한 실리콘-게르마늄(SiGe) 합금은 트랜지스터, 광수신 소자, 태양전지, 열전 소자 등 다양한 전자 소자에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 SiGe 합금이 전자소자에 응용되는 원리 및 응용과 관련된 기술적인 논제들을 고찰한다. Si에 비해 밴드 갭이 작은 게르마늄(Ge)이 그 구성 원소인 SiGe 합금의 밴드 갭은 Si과 Ge의 분률과 상관없이 항상 Si의 밴드 갭 보다 작다. 이러한 SiGe의 작은 밴드 갭은 전류 이득의 손실 없이 베이스 두께를 감소시키는 것을 가능하게 하여 바이폴라 트랜지스터의 동작속도를 향상시킨다. 또한, Si이 흡수하지 못하는 장파장 대의 빛을 SiGe이 흡수하여 광전류를 생성하게 함으로써 태양전지의 변환효율을 증가시킨다. 질량이 서로 다른 Si 및 Ge 원소의 불규칙적인 분포에 의해 발생하는 포논 산란 효과 때문에 SiGe 합금은 순수한 Si 및 Ge과 비교할 때 낮은 열전도도를 갖는다. 낮은 열전도도 특성의 SiGe 합금은 전자 소자 구조 내에서의 열 손실을 억제하는데 효과가 있으므로 Si 반도체 공정 기반의 열전 소자의 구성 물질로서 활용이 기대된다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.665-670
• /
• 2020

CIGS 박막 태양 전지의 버퍼층은 흡수층과 윈도우층 사이의 밴드정렬(band alignment)을 통해 에너지 변환 효율을 향상시킨다. ZnS는 무독성의 II-VI 반도체 화합물로서 직접천이형 광대역 밴드갭과 n형 전도성을 가지며, 높은 광투과성, 높은 굴절률 등의 우수한 전기적, 광학적 특성을 가지고 있고, 우수한 격자정합을 가지는 물질이다. 이 연구에서, RF 마그네트론 스퍼터링 방법에 의해 증착 후 급속 열처리에 의해 제작된 ZnS 버퍼층 박막의 구조적, 광학적 특성의 상관관계에 대해 고찰하였다. (111), (220), (311) 면의 섬아연광 입방정 구조를 확인할 수 있고, 상대적으로 저온에서 급속열처리를 수행한 시료에서는 (002) 면의 우르쯔광 육방정 구조가 함께 나타나는 다결정이 되었다. 고온에서 급속열처리 수행한 시료에서는 섬아연광 입방정 구조의 단결정으로 상전이 된다. 화학적 성분 분석을 통해서 Zn/S의 비율이 화학양론에 근접한 시료에서 섬아연광 입방정 구조의 단결정이 나타났음을 확인하였다 급속열처리 온도가 증가할수록 흡수단이 다소간 단파장 쪽으로 이동되고, 가시광 파장 범위에서 평균 광투과율이 증가하는 경향성을 보이며 500℃ 조건에서는 80.40%로 향상되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
• /
• pp.824-827
• /
• 2011

에너지원의 고갈, 지구온난화 방지 및 탄소 배출량 감소라는 인류 절대적 과제에 대한 해결책 강구와 맞물리면서 스마트 그리드 시스템에 대한 요구가 절실히 요구되고 있는 실정이다. 이는 국 내외적으로 에너지 정책방향에 반영되고 있다. 이를 위해 요구되는 기술 중에는, 현재의 중앙 집중식, 단방향성 전력계통의 비효율성을 극복하기 위해 신재생에너지를 중심으로 하는 다양한 분산형 전원이 도입되어 소규모 발전시설로 생산한 전기를 계통과 효율적으로 연결, 전력 소비자에게 안정적으로 전달하는 시스템을 핵심 개념으로 하고 있다. 하지만 분산형 전원의 에너지원으로 주로 사용되는 풍력 및 태양광 발전은 기후 변화에 매우 민감하기 때문에 전기품질 문제를 야기할 수 있다. 본 논문에서는 분산형 전원 단위인 댁내 분산형 전원 시스템에 운용 가능한 신재생에너지원(풍력, 태양광)을 적용하고, 기후 데이터의 변화를 감지함으로써 문제 해결을 할 수 있는 시스템 관리 방법(알고리즘)을 제안한다.

• 한국조경학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.21-36
• /
• 2006

This study was undertaken to analyze the effects of pavement thermal properties and water retention characteristics on the surface temperature of the gray permeable cement concrete pavement during the summer. Following is a summary of major results. 1) The hourly surface temperature of pavement could be well predicted with a heat transfer model program that incorporated the input data of major meteorological variables including solar radiation, atmospheric temperature, dew point, wind velocity, cloudiness and the evaporation rate of the pavements predicted by the time domain reflectometry (TDR) method. 2) When the albedo was changed to 0.5 from an arbitrary starting condition of 0.3, holding other variables constant, the peak surface temperature of the pavement dropped by 11.5%. When heat capacity was changed to $2.5\;kJm^{-3}K^{-1}\;from\;1.5\;kJm^{-3}K^{-1}$, surface temperature dropped by 8.0%. When daily evaporation was changed to 1 mm from 2 mm, temperature dropped by 5.7%. When heat conductivity was changed to $2.5\;Wm^{-1}K^{-1}\;from\;1.5\;Wm^{-1}K^{-1}$, the peak surface temperature of the pavement fell by 1.2%. The peak pavement surface temperature under the arbitrary basic condition was $24.46^{\circ}C$ (12 a.m.). 3) It accordingly became evident that the pavement surface temperature can be most effectively lowered by using materials with a high albedo, a high heat capacity or a high evaporation at the pavement surface. The glare situation, however, is intensified by raising of the albedo, moreover if reflected light is absorbed into surrounding physical masses, it is changed into heat. It accordingly became evident that raising the heat capacity and the evaporative capacity may be the moot acceptable measures to improve the thermal characteristics of the pavement. 4) The sensitivity of the surface temperature to major meteorological variables was as follows. When the daily average temperature changed to $0^{\circ}C\;from\;15^{\circ}C$, holding all other variables constant, the peak surface temperature of the pavement decreased by 56.1 %. When the global solar radiation changed to $200\;Wm^{-2}\;from\;600\;Wm^{-2}$, the temperature of the pavement decreased by 23.4%. When the wind velocity changed to $8\;ms^{-1}\;from\;4\;ms^{-1}$, the temperature decreased by 1.4%. When the cloudiness level changed to 1.0 from 0.5, the peak surface temperature decreased by 0.7%. The peak pavement surface temperature under the arbitrary basic conditions was $24.46^{\circ}C$ (12 a.m.)