Čtvrtek 30. března 2023, svátek má Arnošt
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Čtvrtek 30. března 2023 Arnošt

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

Musk a odborníci žádají pozastavení vývoje umělé inteligence, bojí se rizik

Víc než tisíc odborníků na umělou inteligenci a další osobnosti z technologické oblasti včetně Elona Muska žádají v...

Družice Starlink ruší snímky Hubbleova teleskopu, to nejhorší teprve přijde

Projekt družic Starlink, které poskytují internetovou konektivitu z vesmíru, už od začátku budí vášně a znepokojena je...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Noční obloha ukáže hned pětici planet seřazených do oblouku

V úterý večer se má podle astronomů objevit na obloze jeden ze zajímavých úkazů letošního roku. Planety Merkur, Venuše,...

Tyto zvuky znal dříve každý. Poznáte starou techniku pouhým poslechem?

V době, kdy se ve většině elektroniky pohybují maximálně ventilátory, to může někoho překvapit, ale většina...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Ušetřili jsme balík. Šest tipů, jak šikovně využít starý telefon

Průměrně lidé mění chytrý telefon zhruba po necelých čtyřech letech provozu. Mnohé přístroje pak roky leží v šuplíku,...

Starý dům už neprodáte. Unijní směrnice ale může být protiústavní, tvrdí právníci

Premium Zateplování, výměna kotle i oken, solární panely na střechu… Nechcete starý dům opravovat „po evropsku“? Rychle se jej...

Přežila Terezín i Osvětim. Bůh není, takové utrpení by nedopustil, říká

Premium Měla si užívat bezstarostné mládí, namísto toho si musela na kabát přišpendlit židovskou hvězdu. V 15 letech ji...

Hokej se změnil v jatka. Píše o nich i Wikipedie, extraliga se styděla

Premium Jen co se ve zlínském kamrlíku pro rozhodčí potkal Roman Polák s kolegy, hned měli jasno: „Pánové, dnes to může být...

Kdy opravdu vyhynuli neptačí dinosauři a proč neplatí údaj 65 milionů let

Letos v březnu přijde do kin snímek 65, sci-fi thriller zasazený do doby posledních (neptačích) dinosaurů. Velkolepá...

Molekuly náhody a vůně dívek. Máme mezi sebou i chemický kontakt, říká vědec

Premium Čím se do historie zapsali dva zapálení badatelé, kterým v chemickém kotlíku místo kvalitního benzinu „uzrály“ tuhé...

Jméno tohoto elegantního sauropoda si asi nezapamatujete

Jmenuje se Opisthocoelicaudia skarzynskii a k tomuto těžko vyslovitelnému a ještě hůře zapamatovatelnému názvu se tento...

V Japonsku nesmíte selhat. Velká chyba je stěžovat si. Vědkyně o práci v ocelárně

Premium Sedm let studovala a pracovala v Japonsku, dostala se do výzkumného centra jedné z největších oceláren světa. „Zažila...

Nervozita roste. Padající Deutsche Bank stáhla dolů korunu i pražskou burzu

Od záchrany problémové švýcarské banky Credit Suisse ještě neuplynul ani týden a investoři opouštějí další potenciální...

Herečka Jenovéfa Boková porodila, z Witowské je nevlastní babička

Jenovéfa Boková a její partner Adam Kolář v pátek odpoledne potvrdili, že herečka a hudebnice už porodila a šťastní...

Horníci leželi na pokojích na břichu. Skrývali erekci. A zrodila se viagra

Modrá pilulka slaví pětadvacet let. Spustila svého druhu kulturní i farmaceutickou revoluci, preformátovala vnímání...

Tom Cruise se dcerou Suri pyšnil. Už ho neviděla deset let, míří na vysokou

Tom Cruise se od roku 2006 do roku 2013 rád ukazoval na veřejnosti s dcerou Suri v náručí. Před deseti lety však ze...

Rozjívené fracky tu nechceme. Kde končí svoboda dětí ve veřejných prostorách?

Vlnu vášní vyvolalo vyjádření pražského bistra, které na sociálních sítích publikovalo pravidla, jak se mají chovat...