• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.126-126
• /
• 2011

수직으로 정렬된 1차원 ZnO nanorod arrays (NRAs)는 효율적인 반사방지 특성의 기하학적 구조를 갖고 있어, 크기와 모양 그리고 정렬형태의 다양한 설계를 통해 빛의 흡수율과 광 추출효율을 증가시켜 광전소자 및 태양광 소자의 성능을 향상시킬 수 있으며, 최근 이러한 연구에 대한 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 ZnO NRAs의 넓은 표면적과 불연속적인 독특한 표면을 활용하여 광학적 특성을 효과적으로 개선하였다. 실험을 위해, thermal evaporator를 사용하여 Au와 Ag 그리고 e-beam evaporator를 사용하여 $SiO_2$를 ZnO NRAs 표면에 여러 가지 조건으로 증착하여, 독특한 계층 나노구조의 형성과 광학적 특성을 관찰하였다. 표면 roughness가 큰 FTO/glass 위에 수열합성법을 통해 끝이 뾰족하고, 비스듬히 정렬된 ZnO nano-tip array에 Au를 증착할 경우 ZnO/Au core/shell 구조가 형성되며, Au의 광 흡수율이 매우 크게 증가함을 관찰할 수 있었다. 반면 flat한 표면위에 빽빽하게 수직으로 정렬된 ZnO NRAs를 성장시켜 그 위에 Ag를 증착할 경우, evaporated Ag flux가 ZnO nanorod의 사이에 scattered 되어 ZnO nanorod 기둥의 측면에 직경이 50 nm 이하인 nanoparticles이 decorated 되어 국소표면플라즈몬 현상이 관찰되었으며, 이러한 효과를 통해 입사되는 빛의 흡수율을 효과적으로 증가시킬 수 있었다. 또한, ZnO NRAs의 표면에 $SiO_2$를 e-beam evaporator를 이용하여 증착할 경우, 자연적으로 vapor flux와 ZnO nanorod 사이에 oblique angle이 $80^{\circ}$ 이상으로 증가하여 $SiO_2$ nanorods가 자발적으로 형성되어 ZnO/$SiO_2$ branch 계층형태의 나노구조를 제작할 수 있었다. 이러한 구조는 유효 graded refractive index profile로 인해 기존의 ZnO NRAs보다 개선된 반사방지 특성을 나타냈다. 이러한 계층 나노구조의 광학적 특성을 시뮬레이션을 통해 이론적으로 분석을 통해 광전자 소자의 성능의 개선에 대한 적용 가능성을 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.404-405
• /
• 2011

Cu(InGa)$Se_2$ (CIGS) 박막 태양전지의 저가 및 대면적화를 위한 양산화 공정인 two-step process (sputter/selenization) 공정에서는 sputtering으로 형성한 metal precursor stack을 $H_2$ Se gas를 이용하여 selenization하는 공정을 주로 이용한다. 하지만 이러한 selenization 공정은 유독한 $H_2$ Se gas를 이용해야 한다는 점과 긴 시간 동안 열처리를 해야 하는 단점을 가지고 있다. 이에 metal precursor stack 위에 Se 막을 우선 증착하고, Rapid Thermal Process (RTP)를 이용하여 selenization하는 방법이 현재 많은 관심을 끌고 있다. 본 논문에서는 sputtering 이후 RTP를 이용한 CIGS 흡수층 제작에 대한 선행연구의 일환으로 co-evaporator 장비를 이용하여 다양한 구조의 precursor를 제작하고 RTP 조건에 따른 selenization 효과를 연구하였다. Co-evaporator를 이용하여 CIGS, CIG/Se, CuGa/In/Se, In/CuGa/Se 4가지 구조의 precursor stack을 Mo coated soda lime glass 위에 제작하였다. 이때 amorphous 상태의 precursor stack을 만들기 위하여 기판에 열은 가하여 주지 않았으며, 각각의 stack 구조에서 가지고 있는 Cu, In, Ga, Se의 총량을 동일하게 유지하기 위하여 각 stack의 증착 시간을 동일하게 유지하였다. Selenization을 위한 RTP 조건은 550, $600^{\circ}C$ 각각에 대하여 1, 5, 10분으로 split을 진행하였다. Precursor stack의 증착 후 관찰한 XRD 결과는 비정질 상태를 잘 나타내었으며, SEM 결과 CIGS precursor stack을 제외한 나머지 구조의 stack에서는 In 박막의 surface roughness로 인하여 박막의 평탄화가 좋지 않음을 확인하였다. CIGS precursor stack의 경우, RTP 온도와 시간 split와 상관없이 결정화가 잘 이루어졌으나 grain의 성장이 부족하였다. 이에 비하여 CIG/Se, CuGa/In/Se, In/CuGa/Se 구조의 precursor stack의 경우, $550^{\circ}C$ 열처리에서는 InSe의 결정상이 관찰 되었으며 $600^{\circ}C$, 5분 이상 열처리에서 CIGS 결정상이 관찰되었다. 이러한 결과는 Se이 metal 원소들과 함께 있는 CIGS 구조에 비하여 metal precursor stack 위에 Se을 증착한 stack 구조들의 경우는 CIGS 결정을 형성하기 위해 Se이 metal 층들로 확산되어 반응을 하여야 하므로 상대적으로 많은 열에너지가 필요한 것으로 이해할 수 있으며, RTP를 이용한 selenization 공정으로 CIGS 박막 태양전지의 흡수층 형성이 가능함을 확인하였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제16권11호
• /
• pp.1051-1059
• /
• 2004

Two phase thermosyphone loop for electronics cooling are designed and manufactured to test its performance under the partial load and low environment temperature conditions. The thermosyphone device has six evaporators connected parallel for the purpose of cooling six power amplifier units (PAU) independently. The heater modules for simulating PAUs are adhered with thermal pad to the evaporator plates to reduce the contact resistance. There are unbalanced distributions of liquid refrigerant in the differently heated evaporators due to the vapor pressure difference. To reduce the vapor pressure differences caused by partial heating, two evaporators are connected each other using the copper tube. The pressure regulation tube successfully reduces these unbalances and it is good candidates for a field distributed systems. Under the low environment temperature operating condition, such as $-30^{\circ}C$, there may be unexpected subcooling in condenser. It leads the very low saturation pressure, and under this condition there exists explosive boiling in evaporator. The abrupt pressure rise due to the explosive boiling inhibits the supplement of liquid refrigerant to the evaporator for continuous cooling. Finally the cooling cycle will be broken. For the normal circulation of refrigerant there may be an optimum cooling air flow rate in condenser to adjust the given heat load.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.217-225
• /
• 2008

A new micro reformer system consisted of a micro reformer, a microcombustor and a micro evaporator was studied experimentally and computationally. In order to satisfy the primary requirements for designing the microcombustor integrated with a micro evaporator, i.e. stable burning in a small confinement and maximum heat transfer through a wall, the present microcombustor is simply cylindrical to be easily fabricated but two-staged (expanding downstream) to feasibly control ignition and stable burning. Results show that the aspect ratio and wall thickness of the microcombustor substantially affect ignition and thermal characteristics. For the optimized design conditions, a premixed microflame was easily ignited in the expanded second stage combustor, moved into the smaller first stage combustor, and finally stabilized therein. A micro reformer system integrated with a modified microcombustor based on the optimized design condition was fabricated. For a typical operating condition, the designed micro reformer system produced 22.3 sccm hydrogen (3.61 W in LHV) in an overall efficiency of 12%.

• 동력기계공학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.73-78
• /
• 2016

In this study, the performance characteristics of a high temperature heat pump dryer that is able to raise the air temperature up to $80^{\circ}C$ by using waste heat as heat source were investigated numerically. The main components of the heat pump dryer were modeling as a compressor, condenser, evaporator and expansion device, and R245fa was selected as refrigerant. Experiments were also conducted to validate the numerical data. As a result, when the evaporator air inlet temperature increased from $50^{\circ}C$ to $65^{\circ}C$, the numerical results of the hot air temperature at outlet and heat pump COP were about 8~11% and 5~8% higher than that of experimental ones, respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.27-27
• /
• 1998

진공기술의 응용과 진공환경의 이용은 더 이상 논하지 않더라도 산업 전반에 그 충요성이 점점 더 커가고 있다. 이러한 여건에도 불구하고 진공율 이용하는 system 개밟의 국산화는 수 입하는 system으$\mid$ 수에 비하여 절대적으로 부족하며, 또한 개발하는 system의 자동화는 거의 이 루어지지 않고 있으며, 자동화된 진공판련 system은 거의 대부분 수입에 의흔하고 있다. 실험 실 규모에서부터 System올 하나하나 개밭하고, 이톨 자동화하는 노력과 일이 진행됨다면 산업 응용에 있어서도 자연스럽게 자동화된 system으$\mid$ 개발이 이루어 질 것이다 .. system 자동화는 상 품수명의 단축과 이에 따른 다품종 소량을 요구하는 시장수요에 대응하고, 인력절감과 고풀짙 화로 생산성 향상의 요구에 대응하기 위하여 필요하다. 본 연 구에 서 는 e-beam evaporator로 evaporation하면 서 ion beam으로 assist하여 thin film율 제 작하는 IBAD vacuum system율 싫 계 및 제 작하고[1,2], PLC[3,떼톨 이 용하여 system 자동화톨 하였다 .. thin film 제작 process는 먼저 기본 진공상태로 만뚫고 난 뒤, e-beam evaporator로 e evaporation하면서 ion beam source로 assist하여 substrate 011 thin film율 제조한다 226;. thin film올 제 조하면서 thickness monitor로 sample의 thickness rate톨 control 하고, sample의 균얼성과 밀착 성을 고려하여 substrate톨 rotation 및 heating 할 수 있도록 싫계, 제작하였다. 양질의 박막올 제조하기 위해서 진공환경이 좋은 상태로 제공되어야 한다. 이톨 위하여 oil free operation 0 I 가 능한 dry pump와 turbo molecular pump로 고진공 배기 하였다. 진공도의 흑점은 thermal effect 툴 고려하여 cold cathode ion gauge률 사용하였고, intro chamber와 main chamber 사이에는 g gate valve톨 설치하여 벌도로 운용되도록 하였다. 이러한 process를 박막의 두께, 진공도, 시 간, 온도, 공정 동의 조건올 기훈으로 자동화한 것이다. 또한 정전과 단수에 대한 interlock 기능 도 고려하였다.하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.39-47
• /
• 2002

The thermosyphon SDHWS and the loop type thermosyphon systems are widely used for domestic hot water system. The loop type thermosyphon is a circulation device for transferring the heat produced at the evaporator to the condenser area in the loop. In this study, the operating characteristics of various working fluids being used have been identified. The working fluids employed in the study were ethanol. water, and a binary mixture of ethanol and water. The volume of working fluid used in this study were 30%, 40%, 50%, 60% and 70% of evaporator volume. It is observed that, in the thermosyphon with low volume of working fluid, such as 30% or 40%, the fluid was dried out. The flow pattern and mechanism of the heat transfer were identified through this study. Flow patterns of the binary mixture working fluid were also investigated, and the patterns were recorded in the camera. The system parameters were calculated using the thermal performance data. Modelling of the system was carried out using PSTAR method and TRNSYS program.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.27-32
• /
• 2002

The Characteristics of heat transport in the heat pipe with a double vapor path and different kinds of the working fluid were investigated experimentally. The Experiment was carried out with acetone/ethanol. ethanol/ethanol. and in the aluminium container of the double vapor path. Performance measurements can be operated at the high level by 24000 w/m2 heat flux in the 1000mm evaporator. They are each estimated at the high temperature and experimentally reviewed the characteric of the heat rejection. The results shew that they are stably operated under each condition and the fluid was complemented each other at the fluid's experiment and brought about the extention of operating temperature. In this study, The reliable basic data obtained by the teste in the heat pipe with a double vapor path can be used for thermal design, manufacture, and production etc.

• 동력기계공학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.52-57
• /
• 2013

In this paper, an analysis on exergy efficiency of high-efficiency R717 OTEC power system for the efficiency and pressure drop in main components were investigated theoretically in order to optimize the design for the operating parameters of this system. The operating parameters considered in this study include turbine and pump efficiency, and pressure drop in a condenser and evaporator, respectively. As the turbine efficiency of R717 OTEC power system increases, the exergy efficiency of this system increases. But pressure drop in the evaporator of R717 OTEC power system increases, the exergy efficiency of this system decreases, respectively. And, in case of exergy efficiency of this OTEC system, the turbine efficiency and pressure drop in a condenser on R717 OTEC power system is the largest and the lowest among operation parameters, respectively.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
• /
• 제10권4호
• /
• pp.220-228
• /
• 2002

The cool-down performance after soaking is very important in an automotive air-conditioning system and is considered as a key design variable. Therefore, transient characteristics of each system component are essential to the preliminary design as well as steady-state performance. The objective of this study is to develop a computer simulation model and ostinato theoretically the transient performance of an automotive air-conditioning system. To do that, the mathematical modelling of each component, such as compressor, condenser, receiver/drier, expansion valve, and evaporator, is presented first of all. The basic balance equations about mass and energy are used in modelling. For detailed calculation, condenser and evaporator are divided into many sub-sections. Each sub-section is an elemental volume for modelling. In models of expansion valve and compressor, dynamic behaviors are not considered in this analysis, but the quasisteady state ones are just considered, such as the relation between mass flow rate and pressure drop in expansion device, polytropic process in compressor, etc. Also it is assumed that there are no heat loss and no pressure drop in discharge, liquid, and suction lines. The developed simulation model is validated by comparing with the laboratory test data of an automotive air-conditioning system. The overall time-tracing properties of each component agreed well with those of test data in this case.