Každý rok uděluje Akademie věd ČR Prémii Otto Wichterleho, ocenění určené výjimečným vědcům do 35 let, kteří dosahují špičkových výsledků na samém začátku kariéry. Letošním laureátem z Fyzikálního ústavu AV ČR se stal Aleš Vlk, který se od roku 2018 věnuje halidovým perovskitům, materiálům s potenciálem zásadně zlepšit efektivitu získávání energie ze slunce.
Dobrá zpráva pro solární energii
Křemíkové solární panely jsou dnes nejrozšířenější technologií obnovitelné energie. Mají ale svůj strop. Z fyzikálních důvodů dokáže samotný křemík přeměnit na elektřinu méně než 30 % dopadající sluneční energie.
„Dalším krokem, jak účinnost zvýšit, je přidat na křemíkový článek ještě jeden, takový, který absorbuje pouze viditelnou část spektra slunečního záření,“ vysvětluje Aleš Vlk.
Tímto svrchním článkem mohou být ze známých materiálů jedině halidové perovskity. Světlo s vyšší energií, které by křemík jinak z velké části přeměnil na teplo, zpracuje perovskitový článek efektivněji. Vzniká takzvaný tandemový solární článek a s ním i šance dostat se na účinnost až 45 %. V laboratořích už takové tandemové články dosahují účinnosti 35 %.
Na komerční využití si ale ještě počkáme. Klíčovou otázkou zůstává stabilita perovskitové vrstvy. „Výrobci dávají na křemíkovou fotovoltaiku záruku nejméně třicet let. Perovskity za dobu svého výzkumu udělaly velký pokrok, ale životnosti třiceti let stále nedosahují,“ říká Aleš Vlk. Jak se tyto materiály budou chovat v reálných podmínkách po celou dobu využívání panelu, zatím nikdo přesně neví.
Jednou z aktuálně slibných větví výzkumu je plazmové ošetření povrchu perovskitů, které FZU studuje ve spolupráci s Masarykovou univerzitou v Brně a EPFL ve švýcarském Neuchatelu. Defekty na povrchu materiálu a na hranicích krystalických zrn snižují účinnost solárních článků a plazma by mohlo pomoci snížit jejich množství. „Výsledky jsou zatím slibné, ale práce je ještě hodně,“ dodává Aleš Vlk.
Cesta k Prémii Otto Wichterleho
Prémie Otto Wichterleho letos připadá vědci, který během studia vyzkoušel různá témata. Na Fyzikální ústav přišel z Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze.
Bakalářské studium zde strávil na oboru Experimentální jaderná a částicová fyzika. Poté na magisterském studiu přešel na studium laserových svarů ocelí na katedře Inženýrství pevných látek, kde se na přednáškách o supravodivosti potkal se svým pozdějším školitelem disertační práce, Martinem Ledinským, taktéž držitelem Prémie Otto Wichterleho.
Na svůj první den v laboratoři na Fyzikálním ústavu nezapomněl dodnes. Dostal tehdy za úkol změřit teplotní závislost fotoluminiscence perovskitových tenkých vrstev. Školitel ho posadil k přístroji, podal mu manuál a na tři hodiny odešel. „Řekl mi, že musí jít přednášet, tak ať nevolám,“ vzpomíná se smíchem Aleš Vlk. Právě tahle volnost a samostatnost ho zaujaly a patří k tomu, co má na své profesi nejraději.
Ocenění nese jméno Otto Wichterleho, vynikajícího českého chemika světového formátu, který se po listopadu 1989 stal prezidentem Československé akademie věd. Uděluje se od roku 2002 a jeho součástí je finanční odměna 330 tisíc korun rozdělena do tří let.
Foto: Josef Landergott