Panele fotowoltaiczne do kosza? Znaleziono wydajniejszy materiał

Perowskitowe ogniwa słoneczne zyskują na znaczeniu jako bardziej elastyczna i ekologiczna alternatywa dla tradycyjnych ogniw krzemowych. W niedawnym przełomowym badaniu, naukowcy z Instytutu Technologii w Karlsruhe i ich partnerzy międzynarodowi m.in. z Niemiec, Korei Południowej i Chin dokonali znaczącego postępu w tej dziedzinie. Dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji oraz zautomatyzowanej syntezy, udało się znaleźć nowe organiczne cząsteczki, które zwiększają efektywność tych ogniw.

Badania, kierowane przez prof. Pascala Friedericha z KIT oraz prof. Christopha Brabeca z Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg, pozwoliły na podniesienie wydajności referencyjnego ogniwa słonecznego z 24,6% do imponujących 26,2%. To osiągnięcie wymagało zaledwie 150 eksperymentów, zamiast setek tysięcy, które byłyby konieczne w tradycyjnym podejściu. Z pozoru może się wydawać, że do niewiele, lecz w dłuższej perspektywie robi sporą różnicę.

Perowskitowe ognia przyszłością fotowoltaiki

Podstawą sukcesu była baza danych zawierająca około miliona wirtualnych cząsteczek, które potencjalnie można było zsyntetyzować z dostępnych substancji. W procesie selekcji naukowcy wybrali 13 000 cząsteczek, a następnie 101 o najbardziej zróżnicowanych właściwościach. Z pomocą systemów robotycznych stworzono na ich bazie ogniwa słoneczne, a uzyskane dane posłużyły do trenowania modelu AI.

Algorytm wskazał kolejne 48 cząsteczek o wysokim potencjale, z których część osiągnęła wydajność przewyższającą obecnie stosowane materiały. Co istotne, AI wykazała zdolność do identyfikowania związków o unikalnych właściwościach, które wcześniej były pomijane przez chemików.

Czytaj dalej poniżej

Stacja kosmiczna ze sztucznym ciążeniem? Twierdzą, że dadzą radę Jakub Szczęsny

Stąd nikt nie spodziewał się szybkich błysków radiowych. A jednak! Jakub Szczęsny

Strategia zastosowana w tych badaniach otwiera nowe możliwości w poszukiwaniu materiałów o wysokiej wydajności, nie tylko w fotowoltaice, ale także w innych dziedzinach, takich jak baterie czy komponenty elektroniczne. "Oszczędzanie czasu i zasobów dzięki inteligentnemu podejściu do projektowania materiałów to przyszłość nauki," podkreśla prof. Friederich.

Grafika: depositphotos