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결정질 태양전지 국부적 후면 접촉 Passivation에 따른 특성 연구
김현엽(Kim, Hyunyup),최재우(Choi, Jaewoo),이준신(Yi, Junsin) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
결정질 태양전지 제작에서, passavtion은 표면의 반사도를 줄여주는 반사 방지막의 역할과 표면의 dangling bond를 감소시켜, 표면 재결합 속도를 줄이고 minority carrier lifetime을 증가하는 데 큰 영향을 미친다. 그렇기 때문에 저가형 고효율 태양전지 제작에서 우수한 특성을 가지는 passivation막은 매우 중요한 이슈이다. 본 연구에서는 LBC(local back contact) 구조를 가지는 단결정 태양전지 후면에, 기존의 Full Al-BSF의 passivation 막을 SiNx와 ONO passivation 막으로 각각 대체하여, LBC 구조에서 더 적합한 passivation 막을 찾고자 하였다. SiNx와 ONO passivation 막은 단결정 LBC 구조 태양전지 후면에 각각 형성되었고 800?C, 20 sec 조건으로 소성되었다. 실험결과는 minority carrier lifetime과 surface recombination velocity로 관찰하였다. 그 결과, SiNx passivation 막의 표면 재결합 속도는 29.7cm/s이고, ONO passivation 막의 표면 재결합 속도는 24.5cm/s로, Full Al-BSF 표면 재결합 속도 750cm/s에 비해 더 적합한 passivation 막으로 확인할 수 있었다. 결과적으로 SiNx,ONO passivation 막이 Full Al-BSF보다 전극에 수집되는 캐리어의 양이 많아짐에 따라 효율향상을 가져올 수 있을 것이다.
원심 압축기의 임펠러 원판 마찰 손실에 대한 CFD 해석
김현엽(Hyun-yop Kim),조이상(Lee-sang Cho),조진수(Jin-soo Cho) 한국항공우주학회 2011 韓國航空宇宙學會誌 Vol.39 No.7
원심 압축기의 원판 마찰 손실은 동력 손실의 한 종류로써, 원심 압축기의 전체 효율 향상을 위해 원판 마찰 손실을 줄여야 한다. 본 연구에서는 원심 압축기의 임펠러 디스크 면과 케이싱 사이의 축 간격 및 표면 조도 변화에 따른 원판 마찰 손실을 분석하였고, 원판마찰손실 저감을 위한 새로운 이론식을 제안하고자 한다. 원심 압축기 임펠러의 정상상태 해석을 위해서 상용 전산해석 코드인 FLUENT의 회전 좌표계와 2-equation k-ω SST 모델을 사용하였다. CFD 해석 결과, 원심압축기 임펠러의 원판 마찰 손실은 축 간격의 변화보다는 표면조도의 변화에 더 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 원심압축기 임펠러의 원판 마찰 손실을 최소화하기 위해서 축 간격은 이론적인 경계층 두께와 동일하도록 설정하고 표면조도는 최소화해야 한다. To improve the total efficiency of centrifugal compressor, it is necessary to reduce the disk friction loss, which is defined as the power loss. In this study, the disk friction loss due to the axial clearance and the surface roughness effect is analyzed and proposed the new empirical equation for the reduction of the disk friction loss. The rotating reference frame technique and the 2-equation k-ω SST model using commercial CFD code FLUENT is used for the steady-state analysis of the centrifugal compressor impeller. According to CFD results, the disk friction loss of the impeller is more affected by the surface roughness than the change of the axial clearance. For the minimization of the disk friction loss on the centrifugal compressor impeller, the magnitude of the axial clearance should be designed to the same size compare with theoretical boundary layer thickness and the surface roughness should be minimized.
Nano-imprint for near-zero reflected Si solar cells
김준동,김현엽,박형호,정채환 한국물리학회 2017 Current Applied Physics Vol.17 No.1
The periodically patterned Si nanopyramid solar cell shielded with SiNx-passivation layer was fabricated using nano-imprint method. The fabricated nanopyramid Si solar cell demonstrated the near-zero reflectivity over a wide range of wavelengths. With a SiNx-coating layer, nanopyramids showed 0.366% reflection. A SiNx-coated nanopyramid Si is efficient to improve the carrier collection for broad wavelengths due to intrinsically low light-reflection of Si nanopyramid structures. SiNx-passivation effectively controls carrier collection efficiencies of nanopyramid structures, resulting in significant improves short wavelength lights. We systematically investigated optical and electrical performances of nanoscale solar cells and suggest a route to realize high-efficient nanoscale solar cells. The importance and influence of SiNx-passivation layer and nanopyramid structure in Si based solar cell were explained in detail with optical and electrical characteristics.