• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.1-11
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• 2017

신재생에너지에 대한 관심이 증가하고 있지만 부정적인 여론으로 인해 초소수력 발전소 개발이 부진한 실정이다. 그러나 다른 신재생에너지에 비해 에너지 변환효율이 높고 이산화탄소를 배출하지 않아 대체에너지로써 개발 및 확대에 대한 관심이 필요하다. 이에 본 연구는 이클립스(Eclipse)를 이용하여 초소수력 발전량을 가시화하는 지도를 담는 애플리케이션을 개발하였다. 이를 통해 먼저 대상지점을 선택하고 미 공병단에서 제공하는 HEC-HMS으로 산출한 확률 설계유량으로 발전용량을 산정한 후 경제성 분석을 수행할 수 있다. 시범지역으로 강수량이 풍부한 강원도 영월군을 선정한 후, 국가수자원관리종합정보에서 제공하는 기초자료를 이용하여 초소수력 발전 잠재량 분석을 수행하였다. 본 연구 결과로 대상지점의 예상발전량, 연간전기생산량, 경제성분석 등을 단시간에 평가할 수 있고, 전국을 대상으로 잠재되어 있는 초소수력 발전 가능지역을 선별하는데 활용될 것으로 기대된다. 또한 간편하게 발전 가능지역을 선별할 수 있기 때문에 초기 투자비용을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.52-52
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• 2018

Only approximately 30% of fossil fuel energy is used; therefore, it is desirable to utilize the huge amounts of waste energy. Thermoelectric (TE) materials that convert heat into electrical power are a promising energy technology. The TE materials can be formed either as thin films or as bulk semiconductors. Generally, thin-film TE materials have low energy conversion rates due to their thinness compared to that in bulk. However, an advantage of a thin-film TE material is that the efficiency can be smartly engineered by controlling the nanostructure and composition. Especially nanostructured TE thin films are useful for mitigating heating problems in highly integrated microelectronic devices by accurately controlling the temperature. Hence, there is a rising interest in thin-film TE devices. These devices have been extensively investigated. It is demonstrated that transparent amorphous oxide semiconductors (TAOS) can be excellent thermoelectric (TE) materials, since their thermal conductivity (${\kappa}$) through a randomly disordered structure is quite low, while their electrical conductivity and carrier mobility (${\mu}$) are high, compared to crystalline semiconductors through the first-principles calculations and the various measurements for the amorphous In-Zn-O (a-IZO) thin film. The calculated phonon dispersion in a-IZO shows non-linear phonon instability, which can prevent the transport of phonon. The a-IZO was measured to have poor ${\kappa}$ and high electrical conductivity compared to crystalline $In_2O_3:Sn$ (c-ITO). These properties show that the TAOS can be an excellent thin-film transparent TE material. It is suggested that the TAOS can be employed to mitigate the heating problem in the transparent display devices.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.477-485
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• 2023

본 논문에서는 AC 리플이 리튬 이온 배터리의 수명에 미치는 영향을 실험적으로 분석한다. 에너지 저장 시스템(ESS)의 이용 효율을 높이기 위해 양방향 전력변환시스템(PCS)이 사용되며, 계통 연계 시 구조상 계통 주파수의 2배의 주파수를 갖는 전류 리플이 배터리에 인가되게 된다. 따라서, AC 리플이 Li-ion 배터리의 노화에 미치는 영향에 대해 분석하기 위해 DC 및 DC+AC 리플 사양의 충/방전 프로파일을 적용하여 노화 실험이 수행되었다. 실험 결과를 바탕으로 직류 내부 저항(DCIR), 증분 용량(IC), 표면 온도를 분석하였다. 결과적으로 AC 리플이 노화에 직접적으로 영향을 미치지 않으며 특정 주기 이 후 배터리 노화가 둔화되는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 AC 리플이 발생하는 어플리케이션에서 전류 리플을 줄이기 위해 적용된 필터를 개선하는 데 도움이 될 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권12호
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• pp.23-30
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• 2011

본 논문은 경부하에서 전압 안정화 특성을 향상 시키고 독립적인 다중 출력을 생성 시키기 위해 부궤환 선택 회로를 갖는 단일 인덕터 다중 출력(SIMO) 직류-직류 변환기를 설계하였다. 일반적으로 기존의 SIMO 직류-직류 변환기는 고정된 부궤환 루프를 가지고 있어 경부하에서 정확한 출력을 생성 할 수 없다. 제안하는 부궤환 선택회로를 갖는 SIMO 직류-직류 변환기는 0.35um 2-poly 3-metal BCDMOS를 이용하여 설계 하였다. 이변환기는 1.5V 입력과 2.5V, 3.0V의 2중 출력을 가지고 있다. 최대 전력변환효율은 부하가 10mA이때 59%에서 50mA일 때 85%를 가지고 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.311-316
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• 2002

원자력 발전소 증기 발생기의 강한 비선형성은 수위 제어에 어려움을 가중시킨다. 또한 중기 발생기의 파라미터의 불확실성은 제어성능뿐 아니라 원자력 발전소의 안정성을 위협하는 요소이다. 또한 제어시스템의 디지털화의 효용은 이미 널리 알려진 바이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문은 전력에 따라 모델의 파라미터가 불안정한 특성을 포함하는 원자력 발전소의 증기 발생기를 위한 강인 디지털 퍼지 제어기 설계기법을 제안한다. Takagi-Sugeno (TS) 퍼지 모델을 도입하여 불확실 비선형 증기 발생기의 퍼지 모델을 구성한다. 시스템의 불확실성의 영향을 억제하기 위하여 강인 퍼지 모델기반 제어기의 설계 기법을 제시한다. 설계된 등가의 아날로그 퍼지 제어기의 성능을 보장하는 동시에 효율적인 디지털 제어기를 설계하기 위하여 지능형 디지털 재설계 기법을 제안한다. 증기 발생기 수위제어의 컴퓨터 시뮬레이션 결과로부터 제안된 가인 디지털 퍼지 제어기 설계기법의 효용성을 입증한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.561-566
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• 2008

석유코크스의 연료적 가치에 대한 관심이 증가하여, 세계적으로 정유공정이나 발전용으로 석유코크스 가스화 플랜트 적용 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 1톤/일 규모의 석탄가스화 시스템을 활용하여 석유코크스 가스화를 위한 요소기술을 개발하고자 하였다. 석유코크스는 반응성이 낮아 가스화를 위한 산소소모량이 석탄보다 많이 소요되었으며, 석유코크스와 석탄을 각각 50%로 혼합한 연료의 경우, 합성가스 발열량은 $6.7{\sim}7.2MJ/Nm^3$ 수준을 보였다. 가스화 성능 면에서 전환율은 산소량 증가에 따라 92%이상까지 도달할 수 있었지만, 냉가스효율은 석탄보다 낮은 수준의 결과를 보였다. 이는 반응성이 낮은 석유코크스의 경우 가스화 성능 향상을 위해 버너 노즐부위에 대한 미립화 설계 보완이 필요한 것으로 파악되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.64-64
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• 2008

연속공정이 가능한 Roll to Roll sputter system을 이용하여 플렉시블 indium tin oxide(ITO) 투명전극을 PET(polyethlyene terephthalate) 기판위에 성막하였다. 연속 성막공정을 위해 Roll to Roll sputter system에서의 unwinder roller와 rewinder roller를 이용한 servomotor의 rolling으로 기판의 움직임이 완벽히 제어되었으며, 외부 응력으로 부터의 안정성 및 성막 공정 시의 PET 기판의 열적 변형을 최소화하기 위한 접촉식 냉각방식의 cooling system을 main drum으로 사용하였다. 또한 고분자 기판과 투명전극 사이의 adhesion을 향상시키기 위한 전처리 공정으로 gridless linear ion beam source를 pretreatment system으로 구축하였다. 이렇게 제작된 Roll to Roll sputter system을 이용하여 PET 기판위에 연속공정을 통해 ITO 투명전극을 성막하였다. 성막된 플렉시블 ITO/PET 투명전극은 XRD, HREM, SEM 분석을 통하여 main drum의 cooling에 의해 완전한 비정질 구조를 나타내었음을 확인할 수 있었으며, 비록 Roll to Roll sputter system을 통하여 상온에서 성막 되었음에도 불구하고 최적화 된 조건에서 가시광선 영역 83.46 %의 높은 광투과도 값과 47.4 Ohm/square의 비교적 낮은 먼저항 값을 얻을 수 있었다. 또한 Bending test 결과를 통하여 ion source의 전처리 공정으로 굽힘/평의 반복적 응력에 따른 전기적 특성 열화를 최소화 할 수 있음을 보였다. 최적화된 플렉시블 투명전극을 이용하여 P3HT:PCBM 기반의 플렉시블 유기태양전지를 제작하였으며, 제작된 유기태양전지로부터 1.88%의 power conversion efficiency (PCE)을 확보함으로써 플렉시블 유기태양전지 제작을 위한 ITO/PET 투명전극 성막 공법으로써 Roll to Roll sputter system의 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권1호
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• pp.1-20
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• 2020

화석 연료를 이용하는 에너지원이 심각한 환경오염을 일으키고, 인류의 건강한 삶에 큰 영향을 주어 청정한 에너지 자원의 개발은 매우 중요한 이슈가 되었다. 화석 연료를 대체하기 위한 다양한 에너지원의 개발이 진행되고 있으며, 그 중 최근에는 태양 전지에 대한 관심이 점차 커지고 있다. 현재 실용화 되어 있는 태양전지는 실리콘 기반 태양전지인데, 제조비용이 큰 단점이 부각되고 있으며 이에 따라 이의 단점을 개선하기 위한 노력과 동시에 실리콘 기반 태양전지를 대체하려는 시도가 이루어지고 있다. 이중 실리콘 기반 태양전지를 대체할 후보로 페로브스카이트 태양전지가 큰 관심을 받고 있는데, 그 이유는 높은 광전 변환 효율, 저렴한 제조비용, 유연한 형태로의 제조 가능성 때문이다. 그러나 현재 보고되고 있는 페로브스카이트 태양전지는 장기적 안정성이 떨어지며, 또 납으로 인해 신체에 유해하다는 큰 단점을 가지고 있다. 본 리뷰에서는 페로브스카이트 태양전지의 장기적 안정성을 높이는 방안들 그리고 환경적으로 유해한 납을 사용하지 않는 방안들의 최신 연구 방향 동향에 관하여 살펴보았다.

• 한국진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.211-217
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• 2013

$PCDTBT:PC_{71}BM$과 $PTB7:PC_{71}BM$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.

• 한국재료학회지
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• 제32권11호
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• pp.481-488
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• 2022

The Cu₂ZnSn(S_xSe_1-x)₄ (CZTSSe) absorbers are promising thin film solar cells (TFSCs) materials, to replace existing Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) and CdTe photovoltaic technology. However, the best reported efficiency for a CZTSSe device, of 13.6 %, is still too low for commercial use. Recently, partially replacing the Zn²⁺ element with a Cd²⁺element has attracting attention as one of the promising strategies for improving the photovoltaic characteristics of the CZTSSe TFSCs. Cd²⁺ elements are known to improve the grain size of the CZTSSe absorber thin films and improve optoelectronic properties by suppressing potential defects, causing short-circuit current (J_sc) loss. In this study, the structural, compositional, and morphological characteristics of CZTSSe and CZCTSSe thin films were investigated using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectrometer (XRF), and Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), respectively. The FE-SEM images revealed that the grain size improved with increasing Cd²⁺ alloying in the CZTSSe thin films. Moreover, there was a slight decrease in small grain distribution as well as voids near the CZTSSe/Mo interface after Cd²⁺ alloying. The solar cells prepared using the most promising CZTSSe absorber thin films with Cd²⁺ alloying (8 min. 30 sec.) exhibited a power conversion efficiency (PCE) of 9.33 %, J_sc of 34.0 mA/cm², and fill factor (FF) of 62.7 %, respectively.