HRTOŇ, M. Užití plazmonických struktur pro zvýšení účinnosti fotovoltaických zařízení [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2011.

Posudek vedoucího

Břínek, Lukáš

Autor se ve své práci zaměřil na moderní téma zvýšení účinnosti fotovoltaických zařízení. K tomuto účelu provedl studium plazmonických rezonancí na kovových kuličkách (s rozměry v desítkách nanometrů) periodicky rozmístěných ve vakuu nebo v materiálu. Text je přehledně rozdělen na rešeršní studii problematiky a praktickou část. Rešeršní část by si zasloužila více odkazů na literaturu zabývající se problematikou rozptylu světla. V praktické části porovnává extinkční spektra struktur získaná z počítačové simulace zlatých i stříbrných kuliček metodou konečných diferencí (komerčním softwarem Lumerical) s analytickým řešením vyzařování dipólů. V obou případech se objevil vznik stojatých elektromagnetických vln, jejichž rozptylové a absorpční účinnosti jsou znásobeny přítomností plazmonické rezonance. Protože by tohoto trendu mohlo být využito pro zvýšení účinnosti fotovoltaických zařízení, byl prostudován vliv poruchy periodického umístění kuliček i přítomnost rozhraní dvou dielektrik a jeho relativní polohy vzhledem k plazmonickým strukturám. Přestože se jedná spíše o teoretičtější práci (fotoaktivní medium bylo nahrazeno dielektrikem o indexu lomu 1.5), dosažené výsledky mohou velmi dobře napomoci k porozumění dané problematiky. Student nejenže splnil požadavky a cíle zadání, ale prokázal nebývale samostatný a tvůrčí přístup k řešení úkolů. Z těchto důvodů doporučuji bakalářskou práci k obhajobě a hodnotím ji výsledným klasifikačním stupněm výborně/A.

Posudek oponenta

Dub, Petr

(Zkrácená verze posudku. Systém Teacher neumožňuje v posudku užívat symboly, bez nichž se posudek fyzikálních textů nemůže obejít! Rovněž dovolený rozsah je příliš omezující.) Předložená práce svědčí o tom, že pan Hrtoň zvládl teoreticky poměrně obtížnou část fyziky, kde se setkává klasická elektrodynamika s fyzikou pevných látek, a k této oblasti přispěl zajímavými vlastními výsledky, které dokázal vhodně analyzovat, komentovat a interpretovat. Cíle uvedené v zadání práce zcela splnil. První čtyři kapitoly předkládané práce představují úvod do problematiky (přitom jsou důsledně uváděny prameny, z nichž autor čerpal) a v 5. kapitole jsou uvedeny vlastní výsledky autora. Z uvedených výsledků je zřejmé, že kandidát musel s dobrým porozuměním prostudovat příslušnou literaturu, ovládnout výpočetní programy a provést velké množství časově náročných výpočtů a simulací. Sympatické je, že výklad v 5. kapitole (byť trochu „neučesaný“) ukazuje, jak student o problematice uvažuje: nespokojuje se s komentováním výsledků simulací, ale hledá vysvětlení pomocí názorných modelů, jež jsou dílem analyticky popsatelné. Práce má přiměřený rozsah, je dobře strukturovaná, je napsána s porozuměním, úsporně (někdy až příliš), čtivě, kultivovaným jazykem s nemnohými pravopisnými a syntaktickými chybami a má dobrou grafickou úroveň. Připomínky, výtky, dotazy a náměty k přemýšlení a diskusi: (výběr ze 33 bodů) 1. Str. 8, 1. řádek pod nadpisem: „Ukazuje se, že …“ je začasté nevhodně užívané zaklínadlo. Uvedené tvrzení lze stručně objasnit (není nutné detailně zdůvodnit). 2. Str. 9, obr. 2.2 a odstavec pod ním: (i) povrchové plazmony nelze nikdy excitovat „přímým osvětlením“, (ii) Dotaz: Co vyjadřuje část disperzní závislosti v obr. 2.2 pro frekvence větší než plazmová frekvence? 3. Str. 11, pod obr. 3.2: veličiny W představují výkon. 4. Str. 13: v (3.14) by místo c měla být fázová rychlost v prostředí odkopujícím kouli (srov. J. A. Statton, Teorie elektromagnetického pole, SNTL, Praha 1961, s. 421). 5. Str. 15, obr. 3.4: (i) v popisu obrázku by bylo vhodné uvést, že Q bylo spočteno na základě Mieho teorie, (ii) Námět k diskusi: vzájemná poloha maxim ve frekvenčních závislostech koeficientů účinnosti absorpce, rozptylu a extinkce (srov. R. Fuchs, K. L. Kliewer, J. Opt. Soc. Am. 58 (1968), 319). Závislosti v obr. 3.4 byly spočítány pro dielektrickou funkci z obr. 5.2? 6. Str. 17: v úvodu kapitoly by bylo vhodné zdůraznit, že se jedná o vlastní výsledky autora. 7. Str. 19 a dále: v částech 5.2.1 a 5.2.2 se zřejmě klade , mělo by být uvedeno. 8. Str. 19, znění 1. odstavce pod obr. 5.3 je málo srozumitelné, zejména „… menší než vlnová délka“, o jakou vlnovou délku se jedná? 9. Str. 22: Námět k diskusi: (i) konvergence řady v (5.2), (ii) přechod od (5.2) k (5.3) by měl být objasněn. 10. Str. 27, v popisu obr. 5.13 a 5.14 by měly být uvedeny parametry kuliček. 11. Str. 27 a 28, obr. 5.15 a 5.16: proč se volí R = 30 nm? 12. Str. 30, obr. 5.15: (i) zasunutí obrázku mezi text a rovnice (5.18) je nešťastné, (ii) v popisu obrázku by měly být uvedeny parametry koule a odkaz na vztah (3.13). 13. Str. 33: v (5.23) patří N2. 14. Str. 34: v popisu obr. 5.23 by měly být parametry kuliček, i zde patří N2. 15. Str. 34: Námět k diskusi: výpočet vlivu poruch by měl být podrobněji vysvětlen. 16. Str. 34: charakterizace použitých přístupů, shrnutí a zhodnocení dosažených inspirativních výsledků a jejich diskuse by zasluhovaly větší prostor, než je jeden odstavec na konci této strany. Závěrem lze konstatovat, že práce zcela splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci a hodnotím ji známkou výborně.

eVSKP id 38644