Prof. Janusz Lewiński laureatem Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej 2024
Prof. Janusz Lewiński
(fot. Magdalena Wiśniewska-Krasińska_Archiwum FNP)
Prof. dr. hab. inż. Janusz Lewiński (Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej) otrzymał Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej 2024 w obszarze nauk chemicznych i o materiałach za opracowanie mechanochemicznych metod syntezy perowskitów poprawiających ich właściwości fotowoltaiczne.
Uroczystość wręczenia nagród odbędzie się 4 grudnia br. i będzie transmitowana on line.
O wyróżnionych badaniach
Perowskity metalohalogenkowe (MHP) to materiały o ogólnym wzorze chemicznym ABX3, charakteryzujące się regularną budową sieci krystalicznej. Stanowią one strukturalne odpowiedniki naturalnie występujących minerałów perowskitowych. W ostaniej dekadzie MHP stały się jedną z najintensywniej rozwijanych grup półprzewodników dzieki swoim unikalnym właściwościom fizykochemicznym - wysoki współczynnik absorpcji światła - oraz podatności na modyfikację tych właściwości poprzez kontrolowane wprowadzenie defektów w sieci krystalicznej. Wykorzystanie MHP w perowskitowych ogniwach fotowoltaicznych (PSC) zostało rzez wielu naukowców uznane za najważniejsze osiągnięcie w dziedzinie fotowoltaiki od czasu wynalezienia ogniw krzemowych (ogniwa stosowane w fotowoiltaice perowskitowej są wydajne, ekonomiczne w produkcji a przy tym lekkie i elastyczne). Zastosowania samych materiałów perowskitowych są jednak dużo szersze i obejmują m.in. fotokatalizę, diody elektroluminescencyjne (LED) czy detektory promieniowania jonizującego.
Organiczne i nieorganiczne perowskity metalohalogenkowe w ciągu ostatniej dekady całkowicie zmieniły krajobraz półprzewodników optoelektronicznych przeznaczonych do różnych zastosowań fotowoltaicznych i optoelektronicznych, pomimo ciągle niedoskonałych parametrów związanych z ich trwałością. MHP są zwykle wytwarzane w laboratoriach za pomocą klasycznych metod, które wymagają stosowania rozpuszczalników organicznych. Podejście to wiąże się jednak z istotnymi problemami, w tym związanymi z wytwarzaniem ograniczonej palety MHP wynikającej z braku możliwości stosowania substratów nierozpuszczalnych, a także niestabilnością otrzymanych dyspersji koloidalnych.
Prof. Janusz Lewiński wraz z zespołem zaproponował alternatywne, nowatorskie podejście, w którym MHP syntetyzowane są w prosty i wydajny sposób przy użyciu bezrozpuszczalnikowej metody mechanochemicznej. Polega ona na bezpośredniej, indukowanej energią mechaniczną, reakcji substratów w formie stałej. Takie podejście zapewnia większą powtarzalność procesu syntezy i możliwość użycia większej liczby substratów, co skutkuje otrzymaniem perowskitów nieosiągalnych przy zastosowaniu klasycznych metod. Materiały perowskitowe (tzw. mechanoperowskity) otrzymane mechanochemicznie są wysoce trwałe w atmosferze obojętnej.
Ogniwa fotowoltaiczne wytworzone z wykorzystaniem mechanoperowskitów charakteryzują się lepszą wydajnością i dłuższą żywotnością, co wynika z mniejszej liczby defektów strukturalnych. Te bardzo korzystne właściwości użytkowe mechanoperowskitów opracowanych przez zespół prof. Lewińskiego zostały potwierdzone w ramach współpracy z czołowymi zagranicznymi laboratoriami badawczymi zajmującymi się wytwarzaniem perowskitowych ogniw fotowoltaicznych. Ponadto opracowane bezrozpuszczalnikowe mechanochemiczne metody syntezy charakteryzują się obniżonym kosztem środowiskowym, w tym w szczególności wysoką efektywnością atomową (ang. atom efficiency) i energetyczną, czym wpisują się w nurt zielonej chemii. W takim własnie kontekście mechanochemia znalazła się na ogłoszonej przez Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) liście 10 innowacji, które zmienią świat.
Nowa, mechanochemiczna metoda syntezy perowskitów umozliwia szersze ich wykorzystanie praktyczne. Stanowi także dogodną platformę do implementacji przemysłowej produkcji perowskitowych ogniw fotowoltaicznych oraz potencjalnego zastąpienia powszechnie dzisiaj stosowanych krzemowych urządzeń fotowoltaicznych.
O nagrodzie
Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej są przyznawane od 1992 r. Grono laureatów, łącznie z tegorocznymi zdobywcami Nagrody, liczy już 121 osób.
Nagroda FNP jest nagrodą indywidualną. Jest przyznawana przez Radę Fundacji w drodze konkursu. Laureaci są wybierani z grona kandydatów zgłaszanych przez wybitnych przedstawicieli środowiska naukowego, zaproszonych imiennie przez Radę i Zarząd FNP. Rada FNP pełni rolę Kapituły konkursu i dokonuje wyboru laureatów na podstawie opinii niezależnych ekspertów i recenzentów – głównie z zagranicy – oceniających dorobek kandydatów. Nagroda jest przyznawana w czterech obszarach: nauk o życiu i o Ziemi, nauk chemicznych i o materiałach, nauk matematyczno-fizycznych i inżynierskich oraz nauk humanistycznych i społecznych.
Serdecznie gratulujemy!
Informacje powiązane
(Źródło: https://www.fnp.org.pl/, fot. Magdalena Wiśniewska-Krasińska_Archiwum FNP)
