Світові потреби в електроенергії стрімко зростають, і науковці шукають нові способи зробити енергетику ефективнішою та екологічнішою. Як повідомляє SciTechDaily, дослідники з Чалмерського технологічного університету у Швеції розробили інноваційний підхід із використанням машинного навчання для вивчення галійних перовскітів — матеріалів, які можуть стати основою сонячних панелей наступного покоління, пише Startjob.
Експерти прогнозують, що протягом найближчих 25 років частка електроенергії у світовому споживанні зросте з 20% до понад 50%. Це робить пошук нових технологій перетворення енергії критично важливим. Перовскіти, здатні поглинати та випромінювати світло з високою ефективністю, вважаються одними з головних кандидатів для розробки дешевших, гнучких і надлегких сонячних панелей.
Які матеріали можуть змінити сонячну енергетику
У центрі дослідження — сполука формамідиній-йодид свинцю, що належить до групи галогенідних перовскітів. Цей кристалічний матеріал має унікальні оптоелектронні властивості, проте вразливий до швидкої деградації. Науковці вважають, що проблему можна частково вирішити, комбінуючи кілька видів перовскітів, проте для цього потрібні більш точні знання про їхню структуру.
Команда зі Швеції змогла за допомогою симуляцій і машинного навчання описати фазу матеріалу при низьких температурах. Ця фаза раніше залишалася «білою плямою» для науковців, але саме її розуміння є ключем до створення більш стабільних і контрольованих сумішей для сонячних батарей. Результати роботи опубліковані у Journal of the American Chemical Society.
Роль штучного інтелекту у відкритті
Дослідження продемонструвало, що поєднання класичних методів моделювання з машинним навчанням дозволяє проводити симуляції в тисячі разів довші, ніж раніше. Моделі тепер можуть містити мільйони атомів замість сотень, що наближає їх до реальних умов. Це дає змогу відтворювати поведінку матеріалу у складних сценаріях і точно прогнозувати його реакцію.
Щоб перевірити достовірність результатів, науковці співпрацювали з колегами з Бірмінгемського університету, які експериментально охолодили матеріал до –200 °C. Лабораторні дані підтвердили точність моделювань, що робить відкриття надзвичайно цінним для подальших інженерних розробок.
Перспективи впровадження технології
За словами дослідників, нові знання допоможуть створити сонячні панелі, які будуть не тільки більш ефективними, а й стабільними у використанні. Завдяки гнучкості та легкості таких матеріалів їх можна буде інтегрувати в інтер’єри будинків, мобільні пристрої чи навіть транспортні засоби.
Фінансування дослідження забезпечили низка європейських наукових фондів, включно зі Шведською енергетичною агенцією та Європейською дослідницькою радою. Це підкреслює стратегічну важливість розробок у сфері чистої енергетики для майбутнього Європи та світу.
Нагадаємо, раніше ми писали про те, як кілька спринтів під час пробіжки покращують здоров’я.
