Obavijest o predavanju

Životopis

Davor Gracin rođen je 1951. u Zagrebu ,  doktorirao je 1993. na Fizici  Prirodoslovno matematičkog fakultetu Sveučilišta u Zagrebu, na problemima određivanja optičkih i strukturnih osobina amorfnog silicija i njegovih legura, formiranih magnetronskim rasprašenjem.
         Od 1979. radi u Laboratoriju za ionizirane plinove zavoda za Ispitivanje materijala i elektroniku Instituta "Ruđer Bošković" u Zagrebu (danas Laboratorij za tanke filmove Zavoda za fiziku materijala).
        Do 1986. godine bavio se analizom plazme magnetronskog izboja emisionom spektroskopijom, konstrukcijom magnetronskih izvora pogodnih za depoziciju tankih filmova, termorefleksivnim i zaštitinim slojevima.  Od 1986. do danas bavi se pretežno formiranjem i karakterizacijom amorfnih i nano-kristaliničnih tankih filmova, posebno legura silicija. Formiranje uključuje magnetronsko rasprašenje i kemijsku depoziciju iz plinske faze potpomognutu električnim izbojem a određivanje svojstava podrazumijeva korištenje  optičke i vibracionu spektroskopije, difrakciju x-zraka, nuklearne metode, interakciju sa laserskim zračenjem i dr.

Sadrzaj predavanja

U posljednjih desetak godina se intenzivno istražuje mogućnost značajnijeg udjela električne energije dobivene iz foto-naponskih izvora u ukupnoj potrošnji energije. Poseban poticaj u tom smjeru vezan je za globalni porast potražnje za energijom, za porast cijene klasičnih energenata (nafta, plin) te težnju za neovisnim izvorima energije uz brigu za zaštitu okoliša (smanjenje emisije stakleničkih plinova). Da bi se dosegao ovaj cilj, cijena solarne električne snage se mora spustiti sa sadašnjih 2-5 €/Wp na nekoliko desetina eura.
       Povijesni pregled korelacije između ukupne proizvodnje solarne električne energije  i njezine cijene pokazuje  postepeni pad cijene.  Ovaj rezultat sadrži niz parametara kao što su marketing, ekonomija masovne produkcije i druge i ne daje uvjerljivu projekciju budućnosti. Bolji uvid daje analiza cijene materijala koja  pokazuje da današnja tehnologija, bazirana na kristaliničnom siliciju  (90% današnje proizvodnje) teško da može doseći postavljeni cilj zbog visoke cijene početnog materijala. Tanko-slojne solarne ćelije koriste znatno manje aktivnog materijala (oko 100 puta manje) no njihova efikasnost je znatno niža od efikasnosti kristaliničnih pa je za ostvarenje krajnjeg cilja nužno ukloniti ovaj nedostatak.
       Novija istraživanja ukazuju na mogućnost  da se skok u efikasnosti tanko-slojnih solarnih ostvari korištenjem nano-materijala ("treća generacija solarnih ćelija"). Za postizanje veće efikasnosti koriste se dva osnovna koncepta. Jedan se temelji na višeslojnim ćelijama od kojih svaki sloj ima drugačiju širinu zabranjenog pojasa ( optički procijep). Drugi pristup poboljšanje efikasnosti se temelji na specifičnim svojstvima nano-kristala. Naime, nano-kristalinični materijali imaju vrlo pogodna vibraciona svojstva koja  omogućuju značajno smanjenje toplinskih  gubitka prilikom fotonaponske pretvorbe. Nadalje, apsorpcija u vidljivom dijelu spektra im je znatno veća u odnosu na kristalinični materijal, uz mogućnost varijacije optičkog procijepa. Oba koncepta obećavaju teoretsku efikasnost tanko-slojnih ćelija "treće generacije" gotovo 2 puta veću od one u kristalnih što zajedno sa stotinjak puta manjim utroškom materijala otvara mogućnost postizanja očekivano niske cijene. 
        Valjanost koncepta višeslojnih ćelija je dokazan korištenjem ternarnih spojeva kao što su  GaInAs. Najčešća zamjerka ovim kombinacijama je korištenje otrovnih elemenata, visoka cijena početnog materijala i problemi naprezanja između pojedinih slojeva. Sa duge strane, mogućnost korištenja nano-kristala u drugom konceptu se pokazala valjanom za neke specifične materijale a nedavno i za silicij.  Zbog toga grupa sa Instituta Ruđer Bošković, u suradnji sa drugim institutima u Hrvatskoj i inozemstvu, pokušava razviti ćeliju koja koristi oba koncepta, uz silicij kao osnovnu sirovinu, nadovezujući se na neka od poznatih uspješnih rješenja.  Na predavanju će se ukratko  izložiti do kuda se došlo korištenjem ovakvog pristupa u razvoju proizvodnje u domaćoj tvornici tanko-slojnih solarnih ćelija u Splitu te neke ideje o  mogućnostima komercijalne proizvodnje ovakvih ćelija u Hrvatskoj.