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태양광 발전시스템의 신뢰성 향상을 위한 태양전지의 PID 저감 기술의 타당성 검토
백성선,백승엽,정태욱,조진형 한국산업경영시스템학회 2013 한국산업경영시스템학회 학술대회 Vol.2013 No.춘계
In recent years, there has been developed anti-PID technologies(Potential Induced Degradation) in various levels from solar cell to module and to system to enhance of the long life reliability of photovoltaics(PV) system. Such technologies must economically ensure profits for both manufacturers of solar cells and investors of PV system simultaneously for PV industry development. This paper describes a comparison between and selection from two anti-PID technologies in the solar cell level, ES(modification of emitter structure) and ARC(modification of anti-reflective coating) based on the economic features of anti-PID solar cell production system with 60MW capacity for a solar cell maker and a 1MW PV power plant installed with PV modules using anti-PID solar cells. From the comparison between ES and ARC, it is shown that ARC anti-PID technology can make more profit for both a solar cell maker and a PV power plant investor.
Improvement of Minority Carrier Life Time in N-type Monocrystalline Si by the Czochralski Method
백성선,Ilsun Pang,김재민,김광훈 대한금속·재료학회 2016 ELECTRONIC MATERIALS LETTERS Vol.12 No.4
The installation amount of solar power plants increases every year. Multi-crystalline Si solar cells comprise a large share of the marketof solar power plants. Multi-crystalline and single-crystalline Sisolar cells are competing against one another in the market. Manysingle-crystalline companies are trying to develop and produce ntypesolar cells with higher cell efficiency than that of p-type. In ntypewafers with high cell efficiency, wafer quality has becomeincreasingly important. In order to make ingots with higher MCLT,the effects of both poly types related to metal impurities and pullspeeds related to vacancy concentration on minority carrier life timewere studied. In the final part of ingots, poly types related to themetal impurities are a dominant factor on MCLT. In the initial partof ingots, pull speeds related to vacancy concentration are adominant factor on MCLT.
쵸크랄스키법에서 온도 프로파일에 대한 충진사이즈의 효과에 대한 이해
백성선,권세진,김광훈,Baik, Sungsun,Kwon, Sejin,Kim, Kwanghun 한국결정성장학회 2018 한국결정성장학회지 Vol.28 No.4
Solar energy has attracted big attentions as one of clean and unlimited renewable energy. Solar energy is transformed to electrical energy by solar cells which are comprised of multi-silicon wafer or mono-silicon wafer. Monosilicon wafers are fabricated from the Czochralski method. In order to decrease fabrication cost, increasing a poly-silicon charge size in one quartz crucible has been developed very much. When we increase a charge size, the temperature control of a Czochralski equipment becomes more difficult due to a strong melt convection. In this study, we simulated a Czochralski equipment temperature at 20 inch and 24 inch in quartz crucible diameter and various charge sizes (90 kg, 120 kg, 150 kg, 200 kg, 250 kg). The simulated temperature profiles are compared with real temperature profiles and analyzed. It turns out that the simulated temperature profiles and real temperature profiles are in good agreement. We can use a simulated profile for the optimization of real temperature profile in the case of increasing charge sizes. 태양광 에너지는 깨끗하며 무한한 재생에너지의 한가지로 많은 관심을 받아왔다. 태양광 에너지는 다결정 실리콘 웨이퍼 혹은 단결정 실리콘 웨이퍼로 구성된 솔라셀에 의해서 전기에너지로 전환된다. 제조원가를 낮추기 위하여 한 개의 석영 도가니에 폴리실리콘의 충진 크기를 증가시키는 연구가 많이 개발되어 왔다. 충진 크기를 증가시키면, 쵸크랄스키 공정장비의 온도제어가 강한 멜트 대류 때문에 힘들어진다. 본 연구에서는 20 inch와 24 inch 석영도가니와 90 Kg, 120 Kg, 150 Kg, 200 Kg, 250 Kg의 다양한 폴리실리콘 충진 크기에서 시뮬레이션을 통해 장비 온도 프로파일을 얻었으며, 실제값과 비교하고 분석하였다. 시뮬레이션 온도 프로파일과 실제 온도프로파일이 잘 일치하였으며, 이로써 충진 사이즈가 증가할 경우, 실제온도 프로파일 최적화를 위해 시뮬레이션을 사용할 수 있게 되었다.
태양광 발전시스템의 신뢰성 향상을 위한 태양전지의 PID 저감 기술의 타당성 검토
백성선(Sungsun Baik),백승엽(Seungyup Baek),정태욱(Tae-Wook Jung),조진형(Jin-Hyng, Cho) 한국산업경영시스템학회 2013 한국산업경영시스템학회지 Vol.36 No.2
In recent years, anti-PID (Potential Induced Degradation) technologies have been studied and developed at various stages throughout the solar value chain from solar cells to systems in an effort to enhance long-term reliability of the photovoltaics (PV) system. Such technologies and applications must bring in profits economically for both manufacturers of solar cell/module and investors of PV systems, simultaneously for the development of the PV industry. In this study two selected anti-PID technologies, ES (modification of emitter structure) and ARC (modification of anti-reflective coating) were compared based on the economic features of both a cell maker with 60MW production capacity and an investor of 1MW PV power plant. As a result of this study, it is shown that ARC anti-PID technology can ensure more profits over ES technology for both the cell manufacturer and the investor of PV power plant.
Improved Understanding of LeTID of Single-crystalline Silicon Solar Cell with PERC
김광훈,백성선,박재창,남우석,정재학 한국태양광발전학회 2018 Current Photovoltaic Research Vol.6 No.4
Light elevated temperature induced degradation (LeTID) was noted as an issue in multi-crystalline silicon solar cells (MSSC) by Ram speck in 2012. In contrast to light induced degradation (LID), which has been researched in silicon solar cells for a long time, research about both LeTID and the mechanism of LeTID has been limited. In addition, research about LeTID in single-crystalline silicon solar cells (SSSC) is even more limited. In order to improve understanding of LeTID in SSSC with a passivated emitter rear contact (PERC) structure, we fabricated four group samples with boron and oxygen factors and evaluated the solar cell characteristics, such as the cell efficiency, Voc, Isc, fill factor (FF), LID, and LeTID. The trends of LID of the four group samples were similar to the trend of LeTID as a function of boron and oxygen.
조진형,서정렬,정수일,백성선,김병극,신동원,백승엽 한국산업경영시스템학회 2011 한국산업경영시스템학회 학술대회 Vol.2011 No.춘계
MES(manufacturing execution system)란 생산을 수행하기 위해 사용되는 방법과 도구들을 포함하는 온라인 통합 생산 시스템으로 주문 받은 제품을 최종제품이 될 때까지 생산 활동을 최적화 할 수 있는 정보를 제공하며 정확한 실시간 데이터로 공장 활동을 지시하고, 대응하고, 보고 한다. 이에 따라, 공장에서 가치를 제공하지 못하는 활동을 줄이는 것과 함께 변화에 빨리 대응할 수 있게 함으로써 공장 운영 및 공정의 효과를 높인다. 또한 납기, 재고회전율, 총수익, 현금 흐름 등을 개선 할 뿐 만 아니라 운영 자산에 대한 회수율도 좋게 하며, 양방향 통신으로 기업 전체 및 Supply Chain에 걸쳐 생산 활동에 대한 중요한 정보 들을 제공한다. 선행적 관리는 대응적(active), 예방적(preventive), 예측가능(predictive)으로 이루어진다. 선행적 관리가 MES에 포함되어 구성된 System 설계를 본 연구에서 제안했고, 이에 대한 기존의 MES와의 차별성 및 효율성에 대한 것을 검증했다.
단결정 실리콘에서 산소농도에 따른 산소석출결함 변화와 태양전지 효율에 미치는 영향
이송희,김성태,오병진,조용래,백성선,육영진,Lee, Song Hee,Kim, Sungtae,Oh, Byoung Jin,Cho, Yongrae,Baek, Sungsun,Yook, Youngjin 한국결정성장학회 2014 한국결정성장학회지 Vol.24 No.6
최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 특히 단결정 실리콘 웨이퍼의 경우 높은 효율을 낼 수 있는 소재로써 고효율 태양전지연구에 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 단결정으로 Czochralski(Cz)-Si 성장 시 산소농도를 다르게 하여 산소석출결함의 변화와 그에 따른 셀효율과의 관계를 비교하였다. 산소불순물은 Cz법으로 성장시킨 실리콘의 주된 불순물이다. 산소불순물 존재 시 태양전지 공정에서 산소석출결함이 생성되며 발생된 산소석출결함은 셀효율에 악영향을 미치게 된다. 그러므로 고효율 태양전지를 위한 웨이퍼를 생산하기 위한 산소석출결함 밀도와 셀효율의 상관성을 연구하였다. 또한 산소농도에 따른 산소석출결함을 분석하여 산소석출결함이 발생되지 않는 잉곳 내 산소농도 범위를 연구하여 14.5 ppma 이하에서 Bulk Micro Defect(BMD)가 발생하지 않음을 확인하였다. Recent studies have shown methods of improving solar cell efficiency. Especially on single crystalline silicon wafer which is high-efficiency solar cell material that has been widely studied. Interstitial oxygen (Oi) is the main impurity in the Czochralski (Cz) growing method, and excess of this can form precipitates during cell fabrication. We have demonstrated the effect of Oi impurity and oxygen precipitation concentration of the wafer on Cz-silicon solar cell efficiency. The result showed a decrease in cell efficiency as Oi and oxygen precipitation increase. Moreover, we have found that the critical point of [Oi] to bring higher cell efficiency is at 14.5 ppma in non-existent Bulk Micro Defect (BMD).
사이클타임의 손실 없이 공정 추적성 확보를 위한 마킹시스템 개발 - 솔라셀 에치 아이솔레이션 공정 중심으로
조진형,김병극,김옥재,신동원,백성선,백승엽 한국산업경영시스템학회 2011 한국산업경영시스템학회 학술대회 Vol.2011 No.추계
Solar-cell Wafer 제조 공정에서는 각 공정 별로 품질 특성과 운전 조건을 측정하고 있다. 하지만 개별 이력추적이 되고 있지 않아 Input 정규성에 대한 부문이나, 선공정과 후공정 사이의 인과성, 공정 흐름에 따른 영향 파악이 힘든 실정이다. 공정 분석과 개선을 위해서는 특성치의 측정뿐만 아니라 공정 추적성의 확보가 필요하다. 99% 이상의 양품율을 유지하고 있는 공정이라도 인과성 확립 체계가 구축되어 있지 않다면 통계 분석 등을 이용한 공정 관리나 개선이 불가능하다. Marking System 구축으로 공정 추적성이 확보된다면 인과 분석 등 통계 분석을 활용한 공정 관리 및 개선으로 등급의 상향과 고효율, 고출력 제품 양산이 가능하며 보다 더 진보된 공정 관리 능력을 가질 수 있을 것으로 사료된다. Edge Isolation 공정을 중심으로 Laser Marking Machine를 이용하여 사이클타임의 손실 없이 각 Wafer의 소재입고부터 각 공정에 있어 이력추적이 가능하고, 샘플 기법과 Laser의 특성을 잘 활용할 수 있는 경제적이고 효율적인 Wafer Marking System을 개발하는 것이 이 연구의 목적이다.
조진형(Jin Hyung Cho),이세재(S J Lee),오현승(H S Oh),백성선(S S Baek),김옥재(O J Kim),김병극(B K Kim),정경수(K S Jeong),박상훈(S H Park),권대철(D C Kwon),고재호(J H Ko),유지현(J H Ryu),심성철(S C Shim) 한국산업경영시스템학회 2014 한국산업경영시스템학회지 Vol.37 No.4
Until now, because a new product (or facility) launched in market has been retired from one year of age, we can have had ASL by stub-curve method by Iowa curve. Recently, many innovative products with important role in market like display and solar-cell etc. are more durable and, what are better, they have the constant variance in ASL because of their good quality. Of course, there are some ones like smart mobile phone with relatively big dispersion in ASL. Estimating ASL of products like display and solar-cell etc., the new approach is needed. In this paper a new method applied traditional Iowa curve with accelerated reliability test (indoor/outdoor) etc. is proposed.