Fotovoltaika in elektronika

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 (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.