Egy új robot segítségével 14-szer gyorsabban tudják a napelemek alapanyagát kikutatni
A tandem napelemek folyamatosan fejlődnek, és ezzel együtt válnak egyre hatékonyabbá. Ezen napelemek fejlesztésének folyamata során a tökéletes anyagokat keresik, amelyeket egymásra tudnak rétegezni a hatékonyságuk növelése érdekében. A rétegzéshez használt egyik ásvány a perovszkit, amelynek előállítása nem olyan egyszerű, mint azt elsőre gondolnánk.
A lehetséges perovszkit anyagok száma óriási, és nagyon nehéz megjósolni, hogy egy adott kémiai összetétel milyen tulajdonságokkal fog rendelkezni. Az ásvány tinta és nyomtatás segítségével válik olyan vékonnyá, hogy napelemekhez tudják használni azt. Egy ilyen nehezen előállítható anyag egyértelműen költséges és időigényes laboratóriumi kísérletek velejárója.
Tudósok egy csoportja nemrég rájött arra, hogyan is lehetne az ideális napelemekhez használt alapanyagot hatékonyabban megtalálniuk. Az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatói egy robot segítségével keresik meg a napelemek elkészítéséhez szükséges anyagokat, amely 14-szer gyorsabb a korábban használt módszernél.
„Minden egyes alkalommal, amikor továbbfejlesztjük ezt a technológiát, anyagváltozatokkal kell foglalkoznunk. Szükségünk van tehát arra, hogy új anyagokat hozzunk létre, majd megvizsgáljuk ezeket. Bárki, aki az anyagokat tanulmányozza, folyamatosan ismétlődő, nagyon munkaigényes munkát végez velük.” – mondta Aram Amassian, az egyetem professzora.
Az említett munkának a csökkentésére Amassian csapata épített egy robotot, amely a RoboMapper nevet viseli. Az eszköz két fő részből áll. Az egyik a tintakészítő robot, amely kémiai anyagok arányos kombinálásával próbál perovszkitet képezni. A másik része a nyomtatórobot, amely ezeket a tintákat rácsszerűen, egyetlen hordozóra viszi fel.
A RoboMapper munka közben. Forrás: arstechnika.com
A több száz apró minta egyetlen chipen való elhelyezésének képessége, ami emberi kézügyességgel lehetetlen, lehetővé teszi a tudósok számára, hogy ezeket a mintákat egyszerre tudják vizsgálni. A kutatók szerint ez a manuális módhoz 14-szeresére, más automatizált módszerekhez képest pedig kilencszeresére gyorsítja az anyagok előállítását.
Új lehetőségek tárháza
Az innováció jelentős lépést jelent a ezen technológia további fejlesztése felé. Amassian csapata csak magát a perovszkitot vizsgálta, és nem kombinálta szilíciummal, vagy más hordozóval, hogy tandemcellákat hozzon létre. A kutatók azonban gyorsított eszközükkel más lehetséges keverékeket is tesztelnek, és gyorsan találnak ígéretesnek tűnő, új lehetőségeket. Továbbá a megközelítés nem korlátozódik a perovszkitokra vagy a napelemes alkalmazásokra, és már most használják egyéb területeken is.
„A gépi tanulás és a mesterséges intelligencia modellek betanításához több adatra van szükségünk. A RoboMappert úgy terveztük, hogy nagyon rugalmas, moduláris és bővíthető legyen.” – mondta Amassian.