^

Program financirani s strani ARIS

Raziskovalni program je financirani s strani ARIS (Javne agencije za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije).

^

Opis

Raziskave in razvoj na področju fotovoltaike in elektronike imajo izjemen pomen za trajnostni razvoj z zeleno in digitalno preobrazbo. Na področju energetike je v Evropi in Sloveniji fotovoltaika ena izmed ključnih dolgoročnih trajnostnih rešitev za oskrbo z električno energijo in energijo nasploh.

Predlog raziskovalnega programa "Fotovoltaika in elektronika" predstavlja nadaljevanje in nadgradnjo iztekajočega se raziskovalnega programa (P2-0197, 2015-2021) na področju trajnostne energetike, ki zajema znanstvenoraziskovalne in inženirske vidike v tehnološki vertikali od materialov do energetskih ali elektronskih sistemov. Poudarek programa ostaja na fotonapetostni pretvorbi sončne energije v električno, njenem uspešnem izkoriščanju in učinkoviti rabi. Glavna tema so raziskave sončnih celic, fotonapetostnih (PV) modulov in sistemov s poudarkom na izboljšavah učinkovitosti fotonapetostne pretvorbe, energijskega izplena in življenjske dobe. Vključili smo tudi raziskave polprevodniških materialov, karakterizacije in preiskave večplastnih polprevodniških struktur, razvoj fizikalnih modelov za integracijo v računalniška orodja in numeričnih modelov za simulacije pogojev delovanja in optimizacijo optoelektronskih pretvornikov.

Teoretično delo prepletamo in podkrepljujemo z eksperimentalnim delom, načrtovanjem in meritvami v okviru štirih stebrov:

• I) visokučinkovite sončne celice,
• II) fotonapetostni moduli in sistemi,
• III) optoelektronski gradniki,
• IV) senzorski sistemi.

Poleg fotovoltaike program vključuje izbrane aktivnosti, posvečene drugim optoelektronskim elementom, zlasti strukturam s svetlobnim upravljanjem za sklopitev svetlobe v svetlobnih virih, kot so organske in perovskitne svetleče diode. Raziskovali bomo napredne teraherčne senzorje in sisteme ter razvijali tehnologije za antensko sklopljene mikro- ali nano-bolometre za razširjeno THz frekvenčno območje. V drugem sklopu senzorskih sistemov so raziskave osredotočene na umetni nos, kjer razvijamo rešitve za okoljski in osebni zdravstveni monitoring. V tretjem sklopu pa raziskujemo meje zmogljivosti in iščemo napredne rešitve za magnetna senzorska polja, ki temeljijo na Hallovih elementih, AMR ali TMR senzorjih, predvsem v luči določevanja položaja, kota in premika z zelo visoko natančnostjo. Poleg raziskav in teoretičnih ciljev načrtujemo konkretne prototipe sončnih celic in mini PV modulov ter senzorskih sistemov. Stremimo k odličnosti teoretičnih znanstvenih dosežkov kot tudi k inovativnim rešitvam za večjo konkurenčnost na globalnem trgu.

Izobraževalni cilji so usmerjeni k prenosu sodobnih znanj v vsebine dodiplomskih in podiplomskih predmetov na bolonjskih študijskih programih UL FE in k usposabljanju študentov, mladih raziskovalcev in podoktorskih raziskovalcev, ki poleg opravljanja študijskih programov pridobivajo znanja iz fotovoltaike in elektronike ter spoznavajo metodologijo dela pri iskanju in razreševanju interdisciplinarnih problemov s širokega segmenta tehnike.

^

Dejstva in številke

Šifra	P2-0415
Naziv programa	Fotovoltaika in elektronika
Obdobja	1.1.2022 - 31.12.2027
Letni obseg	2,51 FTE
Vodja	prof. dr. Marko Topič
Veda	Tehniške vede
Sestava programske skupine	povezava na Sicris

^

Predhodni program P2-0197

Raziskave novih tehnologij in spremljevalnih aktivnosti na področju fotovoltaike kot enemu najperspektivnejših obnovljivih virov električne energije so izrednega pomena za trajnostni razvoj energetike, ki bo predpogoj za trajnostni gospodarski razvoj Slovenije in Evrope v celoti.

Fotovoltaika je postala v svetovnem merilu energetski gospodarski sektor, ki v zadnjih desetih letih v povprečju raste s 40% letno stopnjo. Zametki slovenske fotovoltaične industrije (BISOL d.o.o. – proizvodnja kristalnih silicijevih PV modulov, ETI Elektroelement d.d. – proizvodnja zaščitnih gradnikov, in kopica inženiring podjetij ter Gen-I in Petrol z celovito ponudbo sončnih elektrarn na ključ) uvajajo nove tehnologije v proizvodne obrate in individualne hiše, zato z optimizmom napovedujejo nove domače proizvode in soritve, ki bodo namenjeni predvsem izvozu na globalne svetovne trge.

Raziskovalni program "Fotovoltaika in elektronika" izkazuje visoko kakovosten znanstveni nivo, primerljiv z drugimi evropsko in svetovno uveljavljenimi tujimi skupinami na področju fotovoltaike, kar se odraža v mednarodni vpetosti skupine preko evropskih in bilateralnih projektov ter vabljenih predavanj na mednarodnih konferencah. Člani raziskovalnega programa smo v zadnjih letih svoje dosežke predstavljali na specializiranih mednarodnih konferencah in z objavami v člankih mednarodno priznanih publikacij prispevali k razvoju fotovoltaičnih znanosti v širšem svetovnem merilu.

Poudarek dajemo raziskavam novih rešitev k izboljšanju učinkovitosti pretvorbe in reševanju problemov pri načrtovanju struktur, pri iskanju boljših tehnoloških rešitev in optimizaciji zgradb sončnih celic ter drugih optoelektronskih pretvornikov. Pri raziskavah razvijamo napredne numerične modele in simulacijska orodja za analizo optičnih in optoelektronskih lastnosti v večplastnih strukturah.

Poleg temeljnih raziskav smo vedno bolj vpeti v aplikativne raziskave in razvoj novih tehnologij in produktov s področja fotovoltaike in elektronike za gospodarske subjekte doma in po svetu. Naš doprinos k razvoju znanosti dokazujemo tudi z naraščajočim številom vabljenih predavanj na specializiranih mednarodnih konferencah in po drugih visokošolskih inštitucijah doma in v tujini.

Energetska problematika je do sedaj in zagotovo bo tudi v bodoče pomembno krojila usodo ekonomskega razvoja Slovenije. Zaloge konvencionalnih energetskih virov kopnijo, dodaten problem v 21. stoletju pa je tudi onesnaževanje okolja in z njim povezane klimatske spremembe. Energetska neodvisnost držav na makro nivoju in samostojnih naselij ali hiš na mikro nivoju bo pomembno posegla v družbenoekonomski sistem. Tudi v Sloveniji bo problem zanesljive, učinkovite in predvsem trajnostne ekološko naravnane energetske oskrbe postal pomemben dejavnik razvoja.

Raziskovalni program "Fotovoltaika in elektronika" je za Slovenijo pomemben z več strateških in trajnostnih vidikov:

• uvajanje ekološko naravnanih energetskih virov,
• prispevki k novim rešitvam polprevodniških struktur fotonapetostnih pretvornikov,
• razvoj fotonapetostnih naprav, primernih za specifično slovenske potrebe uporabe,
• uveljavljanje slovenskega raziskovalnega programa v mednarodnem prostoru,
• sodelovanje programa s sorodnimi raziskovalnimi skupinami drugod po svetu,
• sodelovanje s raziskovalnimi programi iz drugih JRO in izmenjava izkušenj in znanj na interdisciplinarnih segmentih,
• formiranje usposobljenih raziskovalnih kadrov za široko področje znanosti in tehnologije,
• prenos znanj v nov gospodarski sektor in usposabljanje kadrov za nova delovna mesta v trajnostni energetiki,
• realizacija ekološko naravnane strategije R Slovenije z uvajanjem alternativnih virov energije za zmanjševanje emisij toplogrednih plinov.

Našo mednarodno vpetost smo v zadnjih letih intenzivirali predvsem v evropskem prostoru tako na projektih kot tudi v direktnih kontaktih in s tem prispevali k utrjevanju slovenske znanosti v evropski in svetovni raziskovalni sferi.

Kontinuirano delovanje našega programa kot največje raziskovalne skupine s področja fotovoltaike je odločilnega pomena za razvoj fotovoltaike kot stroke in za razvoj fotovoltaične inženirske prakse v Sloveniji.

^

Dejstva in številke P2-0197

Šifra	P2-0197
Naziv programa	Fotovoltaika in elektronika
Obdobja	1.1.1999 - 31.12.2003 1.1.2004 - 31.12.2008 1.1.2009 - 31.12.2014 1.1.2015 - 31.12.2021
Letni obseg	2,51 FTE
Vodja	prof. dr. Marko Topič
Veda	Tehniške vede
Sestava programske skupine	povezava na Sicris