Lietuvoje siekiama, kad iki 2030 m. atsinaujinantys energijos ištekliai sudarytų 45 proc. galutinio energijos suvartojimo. Vienas iš šaltinių, pasitelkiamų šiam tikslui pasiekti, yra saulės energija. Nors ji laikoma švaria alternatyva, kai kuriuose elementuose vis dar naudojamos toksiškos medžiagos – švinas ir kadmis. KTU studentas ieško būdų, kaip jas pakeisti, sintetindamas naujas, aplinkai saugesnes medžiagas.
Šiuo metu Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto (KTU CTF) Taikomosios chemijos bakalauro studijų programos ketvirtakursis Aistis Melnikas didžiausią dėmesį skiria puslaidininkių plonų sluoksnių gamybai. Šiais sluoksniais padengiami saulės elektrinių elementai.
„Stengiamės gauti kuo kokybiškesnį sluoksnį, kuris būtų tolygus ir vientisas. Svarbiausia – kad šios medžiagos būtų ne tik veiksmingos, bet ir netoksiškos. Norime pakeisti šviną ir kitas kenksmingas medžiagas saugesnėmis alternatyvomis“, – teigia A. Melnikas.
Saulės elementuose naudojamas švinas, kuris padeda pasiekti didelį efektyvumą. Vis dėlto jis yra toksiškas sunkusis metalas, kuris gali kelti grėsmę tiek aplinkai, tiek žmonių sveikatai, jei yra suvartojama netinkamai.
„Kadmis – dar viena aplinkosaugines problemas kelianti medžiaga. Nors jis pasižymi ilgaamžiškumu ir stabilumu, šis elementas gali kauptis gyvuosiuose organizmuose ir sukelti vėžinius susirgimus. Dėl to viso pasaulio mokslininkai ieško alternatyvų – saugesnių medžiagų, kurios galėtų pakeisti šiuos du elementus neprarandant saulės elementų efektyvumo“, – kalba A. Melnikas.
KTU studentas pastebi, kad kuriant naujas medžiagas, daugiausiai iššūkių kyla konstruojant pačius saulės elementus, nes juos sudaro keli sluoksniai.
Tarp šių sluoksnių turi būti tinkama sąveika tarpusavyje – minimalūs energijos nuostoliai, neturi atsirasti rekombinacija. Dėl to medžiagos atsakingai parenkamos ir testuojamos.
„Dirbant su naujomis ir plačiai neištestuotomis medžiagomis – sudėtinga. Tam reikalingi ilgi bei atsakingi tyrimai. Mokslininkui svarbu išlikti lanksčiam ir prisitaikyti, nes rezultatai dažnai būna labai nenuspėjami“, – sako A. Melnikas.
Padengti saulės elementus naujai susintetintais cheminiais junginiais galima daugybe įvairių būdų. A. Melnikas pasirinko taikyti tris skirtingus metodus – cheminį nusodinimą, kai saulės elementas panardinamas į medžiagų tirpalą, sukamąjį padengimą, kai ant elemento užpilamas tirpalas ir jis tolygiai pasidengia sukdamasis arba terminį garinimą, kai medžiaga kaitinama iki išgaravimo ir jos garais padengiamas saulės elementas.
KTU studentas kuria ne tik n puslaidininkių plonus sluoksnius. Šios vasaros tikslas – sukurti šviesos sugerties sluoksnį – vieną iš svarbiausių saulės elementų komponentų, sugeriančių krintančią saulės šviesą ir generuojančią laisvąsias krūvį turinčias daleles. Tikimasi, kad naujasis sugerties sluoksnis galės sugerti daugiau šviesos energijos.
„Pačią medžiagą susintetinau tarptautinės mainų programos „Erasmus+“ metu Barselonoje, bet mano tikslas – ne tik sukurti šią medžiagą, bet ir efektyviai integruoti ją į veikiantį saulės elementą. Tai sudėtingiausia dalis“, – pripažįsta A. Melnikas.
Šiame darbe A. Melnikui tarptautiškumas ypatingai svarbus – jis padeda jam augti, pažinti ir nesustoti mokytis. Pasak jo, tarptautinės pažintys kiekvienam mokslininkui yra be galo reikšmingos.
„Iš kiekvienos stažuotės užsienyje parsivežu be galo daug. Dažnai ten pasisemiu žinių, kurių Lietuvoje nebūčiau įgijęs, nes kiekviena institucija specializuojasi vis kitoje srityje. Šios stažuotės – tai investicija į save bei į savo ateitį. Tarptautinės pažintys skatina bendradarbiavimą, o tai galiausiai atneša daugiau kokybiškų tyrimų ir rezultatų“, – akcentuoja KTU studentas.
Šiandien A. Melnikas įsitikinęs – jo ateitis mokslininko kelias ir Lietuvos vardo garsinimas mokslo srityje. Šio tikslo padeda siekti ir KTU talentų ugdymo programa „GIFTed“, kurioje jis ugdo ne tik profesines, bet ir asmenines kompetencijas.
„Sprendimas prisijungti prie šios programos padėjo tobulėti, apsupti save motyvuotais žmonėmis ir kiekvienais metais kelti sau vis didesnius tikslus, apie kuriuos net nebūčiau pagalvojęs anksčiau“, – pastebi A. Melnikas.
