Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Český fyzik ukázal světu, jak se jednoduše podívat do nanosvěta

Cena solárních panelů klesá, stále jsou ale pro většinu použití příliš drahé. Určitou naději, jak snížit cenu a zvýšit účinnost fotovoltaiky, nabízí základní výzkum fyzika Hynka Němce, který nyní převzal Cenu Neuron pro mladé vědce a spolu s ní prémii 250 tisíc korun.

Fyzik Hynek Němec oceněný, nositel jednoho z grantu Nadačního fondu Neuron pro rok 2015, a to v oboru fyzika. | foto: Nadační fond Neuron

Solární panely se zatím vyrábějí převážně z křemíku. Váš výzkum by mohl přispět k vývoji fotovoltaických článků z nanočástic. V čem vidíte jejich výhodu?
Především budou levnější. Vyrobit článek z křemíku je drahé. Musí se přetavit obrovské množství oxidu křemičitého, během tohoto procesu se tavenina složitě čistí a nakonec vznikne křehký materiál. Nanočástice lze předem připravit chemickými metodami. To je nesrovnatelně levnější postup. Při výrobě fotovoltaických článků se nanočástice mohou nanášet na ohebný podklad, takže mají větší flexibilitu. Velkou úsporu přináší rovněž možnost použít na solární panely jen tenké vrstvy z nanočástic a fakt, že u většiny nanočásticových materiálů nejsou kladeny výrazné požadavky na čistotu materiálu.

Hynek Němec

Narodil se v roce 1979 v Praze. Vysokou školu, Matematicko-fyzikální fakultu Univerzity Karlovy, absolvoval v roce 2002 a ve stejném roce zde obhájil magisterský titul. O čtyři roky později získal titul Ph.D. na MFF UK a na Institutu National Polytechnique de Grenoble ve Francii. Během studií na vysoké škole pracoval až do promoce jako odborný pracovník ve Fyzikálním ústavu Akademie věd ČR, od roku 2003 zde působil jako vědecký pracovník. V letech 2006 až 2007 byl post doktorandem v Chemickém centru na Univerzitě v Lundu ve Švédsku. Od roku 2008 působí jako vědecký pracovník ve Fyzikálním ústavu AV ČR. V září 2011 byl hostující profesorem na Univerzitě v Bordeaux. Je autorem 51 článků, které zaznamenaly 800 citací bez auto citací.

Co váš projekt sleduje?
Sluneční záření při dopadu na solární panel vygeneruje nosiče nábojů (elektrony a „díry“), ty se dostanou k elektrodám a vytvoří elektrický proud. U fotovoltaických článků z křemíku víme, jak se elektrický náboj pohybuje. Ovšem když je elektroda sestavena z nanočástic, je transport nábojů složitější a sestává z více kroků. Abychom tyto procesy lépe poznali, používáme terahertzový spektrometr. Slouží nám obrazně řečeno jako velice dobrý mikroskop, který dovoluje sledovat pohyb elektrického náboje na nejkratších vzdálenostech. Díky tomu lépe rozumíme pohybu náboje v jednotlivých nanočásticích i přenosu mezi nimi.

V jaké formě nanočástice sledujete?
Většinou v podobě tenkých vrstev. Podstatně jsme se věnovali aplikačně důležitým materiálům, oxidu titaničitému nebo oxidu zinečnatému. Postupně jsme se společně s Matematicko-fyzikální fakultou Univerzity Karlovy zaměřili rovněž na výzkum modelovějších materiálů. Sledovali jsme nanokrystaly sulfidu kadmia, které lze použít jako izolační vrstvu v některých solárních článcích.

Proč zkoumané folie osvětlujete laserem?
Napodobujeme tak sluneční záření dopadající na solární články a přitom sledujeme, jak paprsky působí na materiál. Dále máme možnost ovlivnit laserem koncentraci nosičů náboje a tím i rozdělení lokálních elektrických polí v materiálu. To nám umožňuje zjistit, jaká je jeho morfologie, jestli jsou nanočástice od sebe izolované, nebo velice dobře spojené, či zda musí náboje absolvovat nějakou složitější cestu.

Fyzik Hynek Němec (uprostřed) oceněný při předávání grantů Nadačního fondu Neuron pro rok 2015. Vlevo Martin Myšička, herec Dejvického divadla (a také absolvent oboru subnukleární fyzika na MFF UK), vpravo moderátor večer Ondřej Cihlář.

Co limituje pohyb náboje?
Většinou fyzický a elektrický kontakt nanočástic. I když jsou k sobě přitisknuté, neznamená to nutně, že jsou v elektrickém kontaktu. Povrch nanočástic se výrazně odlišuje od jejich vnitřní struktury: na některých vzniká izolační vrstva, což také komplikuje transport náboje.

Jaký přínos mají poznatky z vašeho výzkumu?
Budou důležité hlavně pro další základní výzkum. Existují týmy, které se snaží vyvinout vysoce vodivý nanostrukturovaný materiál. My dokážeme do takových materiálů nahlédnout a zjistit, jestli jsou skutečně efektivní a případně zda je možné problémy s nízkou vodivostí překonat. Pokud by se v hodně vzdálené budoucnosti podařilo takový materiál vyvinout, mohla by terahertzová spektroskopie sloužit k rychlé charakterizaci a diagnostice při jeho výrobě.

Článek vznikl díky iniciativě nadačního fondu Neuron, byl redakčně upraven. V článku se nedopatřením objevilo místo jména Hynka Němce jméno jiného nositele ceny Neuron, Jana Macáka. Oběma pánům i čtenářům se za záměnu omlouváme.

Autor:
  • Nejčtenější

Námořníci USA propašovali před 100 lety na palubu bitevní lodi prostitutku

v diskusi je 30 příspěvků

13. dubna 2024

V dubnu 1924 zažilo americké námořnictvo obrovský skandál, který se dostal na titulní stránky...

Uvidíme v budoucnu na obloze druhý Měsíc? Příčinou může být neobvyklá hvězda

v diskusi je 13 příspěvků

17. dubna 2024

Velmi neobvyklá hvězda éta Carinae v 19. století náhle zjasnila a stala se druhou nejjasnější...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Skvělý filmový zvuk bez velké instalace. Test nejzajímavějších soundbarů

v diskusi je 17 příspěvků

15. dubna 2024

Položíte jej na polici před televizor, propojíte kabelem, zapojíte do zásuvky a během pár chvil se...

OBRAZEM: Po zkušenostech s Moskvou neponechává Litva otázku výzbroje náhodě

v diskusi je 19 příspěvků

11. dubna 2024

Litva se stala členem obranné aliance NATO v roce 2004. Pro zajištění vlastní bezpečnosti v...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Dawesův plán na čas stabilizoval Německo, ale nástup Hitlera neodvrátil

v diskusi je 15 příspěvků

16. dubna 2024

Německá vláda přijala před 100 lety, v dubnu 1924, Dawesův plán. Byl to americký projekt na...

Lotyšská armáda je malá, materiálem nehýří, ale Ukrajině něco ze svého poslala

v diskusi je 5 příspěvků

18. dubna 2024

V roce 2004 vstoupilo Lotyšsko do NATO, přesto nemůže nechat svou případnou obranu pouze na bedrech...

Pes na Měsíci či Marsu už nemusí být fikce. NASA trénuje průzkumného robopsa

v diskusi jsou 2 příspěvky

17. dubna 2024  15:12

Vědci z projektu Lassie, sponzorovaném americkou NASA, zdokonalují robotického psa pro použití při...

Na dům mu spadl odpad z vesmíru. Nyní NASA potvrdila, že je to kus z baterie

v diskusi je 7 příspěvků

17. dubna 2024  11:50

Před několika týdny proběhla médii informace o varování německého Spolkového úřad pro civilní...

Uvidíme v budoucnu na obloze druhý Měsíc? Příčinou může být neobvyklá hvězda

v diskusi je 13 příspěvků

17. dubna 2024

Velmi neobvyklá hvězda éta Carinae v 19. století náhle zjasnila a stala se druhou nejjasnější...

Měsíc bez starostí s BEBELO® Milk 2: Vyhrajte zásobu mléka pro miminko
Měsíc bez starostí s BEBELO® Milk 2: Vyhrajte zásobu mléka pro miminko

Zajistěte svému miminku to nejlepší hned od začátku s BEBELO® Milk 2, které je pečlivě vyvinuté pro harmonický růst a vývoj vašeho dítěte. Mléko...

Náhle zemřel zpěvák Maxim Turbulenc Daniel Vali, bylo mu 53 let

Ve věku 53 let zemřel zpěvák skupiny Maxim Turbulenc Daniel Vali. Letos by se svou kapelou oslavil 30 let na scéně....

Charlotte spí na Hlaváku mezi feťáky, dluží spoustě lidí, říká matka Štikové

Charlotte Štiková (27) před rokem oznámila, že zhubla šedesát kilo. Na aktuálních fotkách, které sdílela na Instagramu...

Vykrojené trikoty budí emoce. Olympijská kolekce Nike je prý sexistická

Velkou kritiku vyvolala kolekce, kterou pro olympijský tým amerických atletek navrhla značka Nike. Pozornost vzbudily...

Rohlík pro dítě, nákup do kočárku. Co v obchodě projde a kdy už hrozí právník?

V obchodech platí pravidla, která občas zákazník nedodržuje. Někdy se navoní parfémem, aniž by použil tester, nebo...

Ve StarDance zatančí Vondráčková, Paulová, hvězda Kukaček i mistryně světa

Tuzemská verze celosvětově mimořádně úspěšné soutěže StarDance britské veřejnoprávní televizní společnosti BBC se už na...