근접장 열광전 변환과 광냉각 열관리 연구

Near-field thermophotovoltaic conversion and radiative optical cooling

연구 내용

근접장 복사열전달을 이용해 열광전 변환 효율을 높이고, PV 셀의 온도 상승을 내부 냉각 구조로 제어하는 연구

근접장 복사열전달을 PV 셀로 전달하는 열광전 변환 구조에서, 전극 차광 및 직렬저항 손실과 냉각 방식에 따른 셀 온도 분포가 성능을 제한합니다. 연구에서는 내부 냉각 채널을 실리콘 지지층에 삽입하고 다중 버스바 전극 정렬로 전기 손실과 열저항을 함께 저감합니다. 또한 fluctuational electrodynamics 기반의 복사 모델과 반도체 전기적 캐리어 모델, 유동 기반 냉각 해석을 결합한 복사-전기-열 연동 예측을 수행하여 고온 조건에서의 출력 저하 원인을 정량적으로 규명합니다.

관련 프로젝트

4건

연구 흐름

초기에는 쇼트키 접합 기반 근접장 열광전지와 근접장 광냉각의 개념을 바탕으로, 표면 플라즈몬에 의해 강화되는 복사 전달 특성과 광냉각 동작 조건을 확인했습니다. 이후에는 모듈 수준 열관리 요구를 반영하여 냉각 구조 설계를 도입하고, 전극 형상에 따른 차광 및 전기 손실이 온도 상승과 출력에 미치는 영향을 분석했습니다. 최근에는 내부 냉각 채널을 전극 정렬과 결합하고, 복사-전기-열 결합 모델을 통해 셀 온도 분포와 성능 변화를 비교 검증하는 방향으로 연구를 수행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

고온 폐열 회수 TPV 모듈
원격 열원 기반 에너지 수확 소자
대면적 근접장 변환 패키징 기술
저열저항 전극-냉각 통합 설계
열-전 변환 성능 예측 플랫폼
광냉각 기반 온도 안정화 시스템
산업용 열원 동시 활용 모듈
열전달-전기손실 동시 최적화 공정
다중 버스바 전극 구조 설계
시스템 열관리 설계 가이드라인