Ty patří do skupiny materiálů, jejichž struktura byla odvozena od minerálu perovskit (CaTiO3). Nyní se mezinárodnímu týmu výzkumníků vedenému profesorem Feng Gao z univerzity ve švédském Linköpingu podařilo objasnit mechanismus, jak zvýšit životnost a účinnost tohoto typu organických solárních článků. Na výzkumu se významně podíleli
také vědci z Ústavu makromolekulární chemie Akadémie věd (ÚMCH AV ČR).
V nové studii měli vědci za úkol objasnit mechanismus, který stojí za zvýšením účinnosti a zároveň
životnosti solárního článku s perovskitovou strukturou, a popsat roli nového aditiva. Významně se
ve výzkumu projevila práce vědců specializovaných na NMR spektroskopii z
ÚMCH AV ČR. Výzkumníci z ÚMCH se zabývali studiem vrstvy solárního článku, ve které
probíhá přeměna sluneční energie na energii elektrickou, tedy přeměna záření na elektron. Cílem
NMR spektroskopie je hledat a nacházet zákonitosti a vztahy mezi dynamikou molekul, strukturou
hmoty, jejími makroskopickými a užitnými mechanickými či fyzikálními vlastnostmi.
„V nové studii jsme pomocí výzkumných metod v oboru NMR spektroskopie systematickým porovnáním
jednotlivých spekter a pozorováním změn v 1H NMR spektrech potvrdili, že se po přídavku nového typu
aditiva významně zvýší elektrostatické síly, tzv. mezimolekulární Coulombovské interakce, a dojde ke
vzájemnému přiblížení hlavních složek. Tím se usnadní výměna a přenos nepárového elektronu.
Zmíněné chování bylo možné popsat pouze pomoci 1H hr-NMR spektroskopie a potvrzeno bylo 19F NMR
spektroskopií v pevném stavu,“ popisuje Libor Kobera z Oddělení NMR spektroskopie Ústavu
makromolekulární chemie. Dalším přínosem použití nového aditiva je značné snížení environmentální
zátěže v porovnání s tradičními aditivy. „Použitý typ aditiva je vysoce účinný, a při relativně nízké
koncentraci umožňuje generování značného množství radikálů. Díky tomu, že omezuje také rozsah
vedlejších reakcí, zvyšuje životnost solárních článků,“ dodává Libor Kobera.
2
S Oddělením biomolekulární a organické elektroniky Univerzity v Linköpingu spolupracují vědci
z ÚMCH od roku 2019. „Náš společný výzkum sleduje aktuální společenské výzvy, jako je energetická
soběstačnost či snížení závislosti na fosilních zdrojích. Toto je priorita nejen moderní vědy, ale rezonuje
celou společností. Patří také mezi priority agendy českého předsednictví EU,“ vysvětluje Jiří Brus,
vedoucí Oddělení NMR spektroskopie v ÚMCH. Rozsáhlá spolupráce mezinárodního týmu vědců se
soustředí na objevení, popsání a pochopení procesů, které umožní ovládnout a kontrolovat účinnost
přeměny solární energie, kontrolovat degradační procesy a prodloužit stabilitu a životní cyklus
solárních článků. Výsledky systematického výzkumu týmu, který vede profesor Feng Gao, již zveřejnily
také vědecké časopisy Nature Communications, Nature Energy či Joule.

Text?: Tibor Šuľa podle AVČR
Foto: archív