Peningkatan tuntutan energi global mendorong batas -batas teknologi surya. Para ilmuwan di Swedia kini telah mengambil langkah besar menuju membuka potensi Halida Perovskit.
Permintaan global akan listrik naik dengan cepat, jadi penting untuk menemukan cara berkelanjutan untuk memenuhi kebutuhan di masa depan. Salah satu solusi yang mungkin terletak pada pengembangan sel surya yang canggih jauh lebih efisien daripada yang digunakan saat ini. Bahan -bahan baru ini dapat diproduksi sangat tipis dan fleksibel sehingga dapat mencakup semuanya, mulai dari smartphone hingga seluruh bangunan.
Peneliti di Universitas Teknologi Chalmers Dalam Swedia baru -Ini membuat kemajuan dalam menangani salah satu pilihan yang paling menjanjikan tetapi membingungkan: halide perovskites. Dengan menggabungkan simulasi berbasis komputer dengan Pembelajaran MesinMereka mulai mengungkap perilaku kompleks bahan -bahan ini.
Menurut Badan Energi Internasional, listrik telah menyumbang 20 persen dari penggunaan energi global. Dalam 25 tahun ke depan, bagian ini diperkirakan akan meningkat di atas 50 persen, lebih lanjut menggarisbawahi urgensi pengembangan teknologi energi yang lebih bersih dan lebih efisien.
Untuk memenuhi permintaan, ada kebutuhan yang signifikan dan berkembang untuk metode konversi energi baru, ramah lingkungan dan efisien, seperti sel surya yang lebih efisien. Temuan kami sangat penting untuk merekayasa dan mengendalikan salah satu prinsip sel surya yang paling menjanjikan untuk pemanfaatan optimal. Sangat menarik bahwa kami memiliki metode simulasi yang dapat menjawab pertanyaan yang belum diselesaikan beberapa tahun yang lalu, “kata Julk. Chalmers.
Bahan yang menjanjikan untuk sel surya yang efisien
Bahan-bahan yang terletak dalam kelompok yang disebut Halida Perovskit dianggap sebagai yang paling menjanjikan untuk menghasilkan sel surya yang hemat biaya, fleksibel, dan ringan serta perangkat optoelektronik seperti umbi LED, karena mereka menyerap dan memancarkan cahaya dengan sangat efisien. Namun, bahan perovskit dapat berkurang dengan cepat dan mengetahui cara terbaik untuk menggunakannya membutuhkan pemahaman yang lebih dalam tentang mengapa ini terjadi dan bagaimana materi bekerja.
Para ilmuwan telah lama berjuang untuk memahami satu bahan tertentu dalam kelompok, senyawa kristal yang disebut formamidinium memimpin iodida. Ini memiliki sifat optoelektronik yang luar biasa. Penggunaan bahan yang lebih besar telah terhambat oleh ketidakstabilannya tetapi ini dapat diselesaikan dengan mencampur dua jenis halida perovskit. Namun, diperlukan lebih banyak pengetahuan tentang kedua jenis sehingga peneliti dapat mengendalikan campuran dengan baik.
Kunci untuk merancang dan mengontrol bahan
Kelompok penelitian di Chalmers sekarang dapat memberikan penjelasan terperinci tentang fase penting dari materi yang sebelumnya sulit dijelaskan hanya dengan eksperimen. Memahami fase ini adalah kunci untuk dapat merancang dan mengendalikan materi ini dan campuran ini berdasarkan padanya. Studi baru ini diterbitkan di Jurnal American Chemical Society.
“Fase suhu rendah dari bahan ini telah lama menjadi bagian yang hilang dari teka -teki penelitian dan kami sekarang telah menyelesaikan pertanyaan mendasar tentang struktur fase ini,” kata peneliti Chalmers Sangita Dutta.
Pembelajaran mesin berkontribusi pada terobosan
Keahlian para peneliti terletak pada membangun model berbagai bahan yang akurat dalam simulasi komputer. Ini memungkinkan mereka untuk menguji materi dengan mengeksposnya ke skenario yang berbeda dan ini dikonfirmasi secara eksperimental.
Namun, bahan pemodelan dalam keluarga halida Perovskite rumit, karena menangkap dan melanggar kode adat mereka membutuhkan superkomputer yang kuat dan waktu simulasi yang lama.
“Dengan menggabungkan metode standar kami dengan pembelajaran mesin, kami sekarang dapat menjalankan simulasi yang ribuan kali lebih lama dari sebelumnya. Dan model kami sekarang dapat berisi jutaan atom, bukan ratusan, yang membawa mereka lebih dekat ke dunia nyata,” kata Dutta.
Pengamatan laboratorium cocok dengan simulasi
Para peneliti mengidentifikasi struktur formamidinium yang memimpin iodida pada suhu rendah. Mereka juga dapat melihat bahwa molekul formamidinium macet dalam keadaan semi-stabil saat pendinginan. Untuk memastikan bahwa model studi mereka mencerminkan kenyataan, mereka berkolaborasi dengan peneliti eksperimental di Universitas Birmingham. Mereka mendinginkan material hingga – 200 ° C untuk memastikan eksperimen mereka cocok dengan simulasi.
“Kami berharap bahwa wawasan yang kami peroleh dari simulasi dapat berkontribusi pada cara memodelkan dan menganalisis bahan -bahan halida perovskit yang kompleks di masa depan,” kata Erik Frasson, di Departemen Fisika di Chalmers.
Referensi: “Mengungkap fase suhu rendah FAPBI3 menggunakan potensi yang dipelajari oleh mesin” oleh Sangita Dutta, Erik Frasson, Tobias Hainer, Benjamin M. Gallant, Dominic J. Kubicki, Paul Erhart dan Julia Wiktor, 14 Agustus 2025, Jurnal American Chemical Society.
Doi: 10.1021/jacs.5c05265
Penelitian ini didukung oleh Yayasan Swedia untuk Penelitian Strategis, Badan Energi Swedia, Dewan Penelitian Swedia, Dewan Penelitian Eropa, Knut Foundation dan Alice Wallenberg dan daerah muka di Universitas Teknologi Chalmers. Perhitungan difasilitasi oleh sumber daya dari infrastruktur akademik nasional untuk superkomputer di Swedia (NAISS) di C3SE.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
