diplomová práce

Vertikálně uspořádaná pole CdS nanotyčinek pro aplikace v solárních článcích

Text práce 3.61 MB

Autor práce: Ing. Daniel Hroch

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: doc. Ing. Jana Drbohlavová, Ph.D.

Oponent: Ing. Tomáš Lednický

Abstrakt:

Tato práce se zabývá depozicí nanočástic do nanoporézních aluminových šablon. Byly
vybrány nanočástice sulfidu kademnatého jako významného polovodiče s šířkou
zakázaného pásu 2,45 eV, který tak přislibuje lepší využití slunečního záření za účelem
konverze na použitelnou energii.
Teoretická část práce obsahuje pojednání o fotovoltaickém jevu a pásové struktuře
materiálů. Práce obsahuje seznámení se známými technologiemi výroby solárních článků
a jejich účinnosti. Dále je zde vědecká rešerše na téma příprav nanoporézních struktur
hliníku (Anodized Aluminium Oxide, AAO), rešerše o možnostech depozice nanočástic
do těchto struktur a krátký popis možnosti depozice pomocí vakuové filtrace, která není
dosud velmi známá.
Experimenty byly provedeny v laboratoři mikrosenzorů a nanotechnologií na
Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně. Je zde popsán proces
výroby AAO a následná metoda depozice nanočástic vakuovou filtrací. Vzorky byly
analyzovány metodou rastrovací elektronové mikroskopie (SEM).

Klíčová slova:

AAO membrána, nanočástice CdS, mechanická depozice, , solární článek

Termín obhajoby

21.6.2016

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaEznamka

Klasifikace

E

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Přesná mechanika a optika (M-PMO)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)
prof. RNDr. Eduard Schmidt, CSc. (člen)

Cíle diplomového projektu pana Bc. Daniela Hrocha navazují na jeho předchozí spolupráci s týmem vědců na partnerské univerzitě v Portugalsku v rámci programu Erasmus. Diplomový projekt je po teoretické stránce zpracován na dobré úrovni a rovněž z formálního hlediska je v pořádku. Student byl ze začátku aktivní a docházel na konzultace. V průběhu zpracování projektu však došlo k velkému časovému posunu a práce byla dodělávána ve značném spěchu. Nedostatek času se projevuje především ve zpracování druhé poloviny práce, kdy pan Hroch neměl možnost optimalizovat proces depozice koloidních nanočástic CdS do aluminové nanoporézní šablony, což se odrazilo na kvalitě dosažených výsledků.
I přes uvedené nedostatky diplomová práce splňuje všechny body zadání a doporučuji ji tedy k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání D
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu D

Známka navržená vedoucím: D

Posudek oponenta
Ing. Tomáš Lednický

Předložená práce se zabývá přípravou vertikálně uspořádaného pole kadmium sulfidových nanostruktur pro aplikace v solárních článcích (SČ). Autor se zaměřil v rešeršní části na základní popis solárního článku, využití CdS v SČ, depozici CdS do nanoporézních šablon z aluminy (PAA) a charakterizaci SČ. V druhé části se autor věnuje experimentální práci, výsledkům a diskuzi.
Po obsahové stránce bych autorovi vytkl, že se hlouběji nevěnuje pásové teorii a efektu kvant. uvěznění a jejich propojení.
V práci bych vytkl některé obsahové chyby: autor používá zkratku AAO chybně na označení porézní formy (PAA); na str.17 je špatný odkaz na rovnici (3); str.19 velikost pórů v pm; str.21 dolní hranice anod. napětí určuje vznik PAA, jinak se formuje kompaktní oxid; str.23 jsou nepřehledně uvedeny metody, které nepoužívají šablony; str.24 nesprávné tvrzení, že N2 byl použit jako palivo; časté zaměňování Al a Al2O3 např. str.24,25; str.25 metoda nevyužívá anodizace; str.30 zaměněné popisky obr; chybí koncentrace elektrolytů; str.35 HCl za H3PO4; str.36 SE je z ang. Secondary Electron, zle určena pórovitost (BSE detektor).
Z formálního hlediska: není použito dělení slov; na konci řádků se objevují neslabičné předložky; okraje při oboustranném tisku, hl. strany napravo (abstrakt, obsah), úvod se nečísluje; v ang.verzi abstraktu je chybný název univerzity; nevhodné výrazy např.:„použitelná energie“, „po nanočasticiach ani stopy“, a různé zdrobněliny; nejednotné/nesprávné psaní/formátovaní popisků obrázků, rovnic, jednotek a veličin, chem. názvů; chybné či chybějící odkazy (např. str.27,29); uvádění tzv. CAS chemikálií a SN přístrojů; malé množství schémat; nevhodné strukturování kapitol (4 úrovně); nedostatek přehledových či knižních citací, uvádění ImageJ a jeho funkcí.

Celkově bych první část hodnotil jako dobrou a obsáhlou práci splňující zadání diplomové práce. Avšak dojem ruší poměrně frekventované formální, tak i zřídka obsahové nedostatky.
V druhé části se autor věnuje experimentální části (body zadání 2–5). Bohužel se v této části velmi negativně projevuje nedostatek experimentálních dat. Autor uvádí pár pokusů o výrobu PAA bez adekvátních výsledků. Dále autor uvádí dva experimenty depozice CdS QD pomocí filtrace do komerčních membrán, přičemž u obou se nepodařilo dokázat vznik CdS struktur.
Zde jako hlavní a zásadní nedostatek je chybějící parametry koloidním roztoku CdS nanočástic (velikost, koncentrace), na kterých zcela závislý postup depozice a příslušné analytické metody. Také je nutno poukázat na nereprezentativní množství dat a tedy nelze zhodnotit, zdali postup a výsledky byli nebo nebyli správní.
Ze závěru bych za správnou cestu považoval optimalizaci velikosti pórů a nanočástic, avšak použit postup z lit.[12], která se zabývá TiO2 nebo úprava Al nemá opodstatnění.
Vzhledem k prezentováním výsledkům a výše uvedeným výhradám nelze hodnotit praktickou část za dostatečnou.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání E
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod E
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii E
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B

Známka navržená oponentem: E