Křemíkové solární články pod mikroskopem

Cenu Wernera von Siemense za druhé místo v kategorii Nejlepší disertační práce získal Ing. Matěj Hývl, Ph.D., z Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské Českého vysokého učení technického v Praze za práci s názvem Aplikace mikroskopických metod pro charakterizaci křemíkových nanostruktur.

Od tiskové konference konané v roce 1954 v Bellových laboratořích, na níž bylo oznámeno vytvoření nového typu křemíkového solárního článku s trvalým polovodičovým PN přechodem, posouvá věda limity této technologie neuvěřitelnou rychlostí. Dokládá to například pokrok v oblasti nanostrukturovaných slunečních článků, ke kterému došlo v posledních desetiletích. Ten s sebou přinesl potřebu rozvíjet techniky, které dovedou tyto články charakterizovat na nanometrové škále. Mezi takové techniky patří skenovací sondová mikroskopie, na niž se ve své oceněné disertační práci zaměřil Matěj Hývl.

Disertační práce Matěje Hývla představuje shrnutí několikaleté systematické činnosti, při níž se zabýval unikátním tématem charakterizace křemíkových solárních článků mikroskopií atomárních sil. Metody detekující proud, označované jako AFM, představují v současnosti ojedinělý způsob studia transportu nosičů náboje v solárních článcích a umožňují tak získávat neobvyklý vhled do funkce jednotlivých prvků tvořících konkrétní typy solárních článků.

Objev díky šťastné náhodě

Výsledky zkoumání prototypů solárních článků by se mohly v praxi začít využívat relativně brzo. „Vývoj na tomto poli je velmi prudký a rozvoj výroby fotovoltaiky na území Evropské unie nahrává rychlé modernizaci. Druhou část svého výzkumu – zdokonalování měřicích technik proudové mikroskopie – se snažím dostávat do povědomí a vědecké praxe přednáškami na toto téma v mikroskopické komunitě už řadu let a budu v tom pokračovat i nadále,“ popisuje některé své další cíle Matěj Hývl. Zdokonalení těchto měřicích metod je totiž klíčové i k dalšímu zkoumání důležitých elektronických součástek, tranzistorů, baterií nebo pamětí.

K nejzajímavějšímu výsledku své práce dospěl, jak sám říká, náhodou. „Přečetl jsem si v jednom vědeckém článku o nové technice zvané vodivostní tomografie. Autor ji demonstroval na nějakém keramickém materiálu a mě napadlo, zda by to nefungovalo i na naše fotovoltaické vrstvy. Vyzkoušel jsem to a v podstatě za jedno nebo dvě odpoledne byl na světě článek, tedy alespoň jeho nosná myšlenka, které se vlastně věnuji ve svojí práci doteď,“ říká Matěj Hývl.

Vědecký pokrok, jejž Matěj Hývl dosáhl, vysoce hodnotí i jeho školitel RNDr. Antonín Fejfar, CSc. „Matěj se postupně vypracoval na nejzkušenějšího experta v použití metody skenovací sondové mikroskopie pro nehomogenní fotovoltaické materiály, a to nejen u nás, ale i v mezinárodním srovnání,“ zdůrazňuje.

Ke kvalitě disertační práce nepochybně přispěl i fakt, že Matěj Hývl a Antonín Fejfar jsou kromě jiného i velmi dobří přátelé. „S Matějem Hývlem se známe dlouho – poprvé jsme se potkali v pěveckém sboru Bohemiachor. Společných zájmů však máme více, například kvalitní literaturu,“ říká Antonín Fejfar.

Nejdříve nový oblek

Do soutěže společnosti Siemens se Matěj Hývl přihlásil, aby si ověřil, že to, čemu věnuje tolik úsilí, je zajímavé i pro širší vědeckou komunitu. „Soutěž Wernera von Siemense pro mě měla být lakmusovým papírkem, že výsledky mojí práce jsou zajímavé, srozumitelné a atraktivní i pro širší vědeckou obec,“ vysvětluje.

A jak naloží s finanční odměnou, která je s cenou spojena? „Ze všeho nejdříve si koupím nový oblek – kombinace sedavé práce v laboratoři a stresu z rodičovství totiž způsobila, že už se do toho, ve kterém jsem svá studia kdysi začínal, moc nevejdu,“ usmívá se.

I při vysokém pracovním nasazení a s rozrůstající se rodinou si však dokáže najít čas i na své záliby. „Už dlouho a rád zpívám v několika pěveckých sborech. Kromě toho taky rád chodím do divadel, hlavně těch alternativnějších. Často potom s herci probíráme, co mají umění a věda společného a čím se mohou navzájem obohatit,“ přibližuje své oblíbené volnočasové aktivity Matěj Hývl.