Улучшенные солнечные батареи, прозрачные технологии и многое другое

Солнечные элементы на основе перовскита, в частности, являются хорошим примером, иллюстрирующим возможности, открывающиеся благодаря новой компьютерной технологии. Этот минерал обещает выдающийся выход электроэнергии, который в многослойном солнечном модуле составит более 30 процентов.

Однако его долговечность оставляет желать лучшего, что можно изменить путем добавления дополнительных элементов, изменения процесса производства или использования дополнительных покрытий. Однако выбор кандидатов и количество возможностей огромны. Кроме того, эффективность может ухудшаться параллельно.

Автоматизированный процесс, разработанный в Массачусетском технологическом институте и опубликованный в журнале Nature Communications призван радикально ускорить этот трудоемкий и, главное, длительный процесс анализа материалов. В настоящее время говорят о 85-кратном увеличении скорости анализа свойств, а в перспективе планируется еще большее увеличение.

Это стало возможным благодаря двум алгоритмам, которые изучают изображения образцов, сделанные гиперспектральной камерой. Несколько сотен таких образцов могут быть надежно проанализированы благодаря фотографиям, которые показывают гораздо больше, чем видимый свет. В исследовании указано, что на это требуется менее 30 минут, в противном случае потребовалось бы несколько дней измерений.

Основное внимание уделялось полосовой щели, которая также определяет электропроводность, и прочности материала. И то, и другое необходимо для создания эффективных и долговечных солнечных батарей. При последующем исследовании уже известных сплавов точность составила около 98 процентов. Неплохо.

В настоящее время оптимизируется процесс получения новых образцов в новых составах. Различные комбинации должны быть напечатаны, чтобы получить результаты всего за несколько минут. Цель состоит в том, чтобы производить и тестировать новые материалы без перерыва. Вполне реально, что миллионы различных образцов материалов можно будет тестировать полностью автоматически.

Цель заключается не только в разработке следующего поколения солнечных батарей. Полупроводники из совершенно новых материалов, абсолютно прозрачные схемы и целые устройства, а также более совершенные и эффективные экраны также входят в число планируемых проектов.