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이봉재 연구실
한국과학기술원 기계공학과
이봉재 교수
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이봉재 연구실

한국과학기술원 기계공학과 이봉재 교수

이봉재 연구실은 열및물질전달과 나노열전달을 기반으로 근접장 열광전변환, 복사냉각 소재, 반도체 열관리, 미세 열물성 계측 등 차세대 열공학 기술을 연구하며, 나노광학·MEMS·다중물리 해석·기계학습 최적화를 결합해 에너지 회수와 고효율 냉각, 정밀 열설계가 가능한 실용적 열관리 솔루션을 개발하고 있다.

대표 연구 분야
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근접장 열광전변환 및 나노 복사열전달 thumbnail
근접장 열광전변환 및 나노 복사열전달
주요 논문
3
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1
article
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hybrid
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인용수 0
·
2026
Bifacial near-field thermophotovoltaic converter with internal cooling channels in silicon support layers
GY Heo, Minwoo Choi, Gunwoo Baik, Bong Jae Lee, Jaeman Song
IF 6.4
International Communications in Heat and Mass Transfer
Bifacial near-field thermophotovoltaic (NF-TPV) converters enhance power output over monofacial designs by absorbing radiative heat flux from both sides of the photovoltaic (PV) cell. However, prior bifacial converters have overlooked key performance-limiting factors in electrode design, including shading and series resistance losses. In addition, conventional side cooling restricts effective heat dissipation, raising PV cell temperature, and reducing performance under high photocurrent. To address these challenges, we propose a bifacial NF-TPV converter featuring internal cooling channels embedded in silicon support layers, aligned with multi-busbar electrode to minimize shading and series resistance losses while enhancing cooling performance. A fully coupled radiative–electrical–thermal model is developed by integrating fluctuational electrodynamics, minority carrier separation model, and computational fluid dynamics, enabling accurate prediction of PV cell temperature distribution and impact on performance. Comparative analysis with monofacial and side-cooled bifacial NF-TPV converters shows that the proposed internal cooling design consistently achieves higher power output across emitter temperatures of (1100 ∼ 1900 K) and PV cell widths of (1 ∼ 7 mm). Notably, the required cooling power remains below 1.0% of output power at 1500 K. These results demonstrate that internal cooling, combined with optimized electrodes, enhances efficiency and scalability for high-temperature thermal energy harvesting. • Internal cooling channels greatly aid the cooling of the bifacial NF-TPV converter. • Multi-busbar front electrode design is implemented to reduce additional losses. • Monofacial and bifacial NF-TPV converters with different cooling types are compared. • The cooling power demand of the system has a negligible impact on its performance.
https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2026.110550
Converters
Thermophotovoltaic
Photovoltaic system
Power (physics)
Common emitter
Electrode
Thermal resistance
Water cooling
Junction temperature
Silicon
2
article
|
인용수 0
·
2026
Scalable and durable dual-layer radiative cooling paint using a spray-coating method
Junbo Jung, Yongsik Ham, Jaehyun Lim, Junyong Seo, Siwon Yoon, Bong Jae Lee, Joong Bae Kim
IF 5.8
International Journal of Heat and Mass Transfer
https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2026.128365
Monte Carlo method
Radiative cooling
Emissivity
Durability
Radiative transfer
Thermal
Solar energy
Low emissivity
Passive cooling
3
article
|
인용수 0
·
2026
Impact of surface plasmon dispersion relations on plasmon thermal conductivity in thin films: A complex-β and complex-ω perspective
Kuk Hyun Yun, Bong Jae Lee
IF 6.4
International Communications in Heat and Mass Transfer
https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2026.110542
Plasmon
Surface plasmon polariton
Thermal conductivity
Dispersion relation
Surface plasmon
Dispersion (optics)
Permittivity
Thermal
Characterization (materials science)
정부 과제
34
과제 전체보기
1
2024년 7월-2033년 4월
|774,869,000
태양에너지 및 폐열 활용을 위한 고발전량 근접장 열광전변환 모듈
실리콘 자가조립 기술을 이용해 대면적 나노스케일 공동의 배열을 가진 자가조립 SON 구조를 제작하고, 여기에 근접장 열광전변환 발전 성능 향상을 위한 핵심 기술들을 확보 및 자가조립 SON 구조에 효과적으로 적용하여 고발전량 근접장 열광전변환 디바이스를 구현함. 이를 통해 태양에너지 회수 및 폐열 회수용의 두 가지 근접장 열광전변환 모듈 개발을 최종 목표로...
근접장 복사열전달
열광전변환
고발전량
태양에너지
폐열
2
2024년 7월-2027년 4월
|375,000,000
열관리 고도화 응용을 위한 반도체 박막-공동 3차원 구조 글로벌 기초연구실
본 제안연구에서는 고열유속 반도체 소자의 효율적인 열관리를 위한 “고열유속 반도체 소자 통합 열설계 기술” 개발을 제안함. 이 목표 달성을 위해, 3차원 반도체 박막-공동 구조 제작 기술, 칩 레벨 3차원 단상/다상 냉각 기술, 디바이스 레벨 열관리에 응용 가능한 박막의 이방성 열전도도 정밀 측정 기술, 계면열저항 정밀 측정 기술에 대한 공동 융합 연구를 ...
박막-공동
삼차원 반도체 구조
열관리
열설계
열물성
3
2024년 3월-2028년 3월
|6,349,393,000
자연냉매 적용 -100℃급 고효율 초저온 냉열설비 기술 개발
- Zero-GWP 공기 냉매를 사용한 -100℃, 5kW 냉각용량 이상의 반도체용 칠러의 개발- 반도체 FAB에 실제로 반입이 가능한 정도의 크기, 형태, 외관을 갖는 패키지(Package)화 된 칠러 장비를 개발하여 실제 현장에서 100시간 운전
친환경
초저온
자연냉매
컴팬더
반도체 제조공정
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023복사냉각 성능평가장치 및 그 방법1020230010863
등록2022격자무늬 구조가 형성된 유연 복사 냉각 필름 및 격자무늬 구조가 형성된 유연 복사 냉각 필름의 합성 방법1020220133977
등록2022캐비티 웨이퍼 제작 방법1020220099653
전체 특허

복사냉각 성능평가장치 및 그 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230010863

격자무늬 구조가 형성된 유연 복사 냉각 필름 및 격자무늬 구조가 형성된 유연 복사 냉각 필름의 합성 방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220133977

캐비티 웨이퍼 제작 방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220099653