“机器人+AI”加速太阳能电池材料研究
- 来源:OFweek机器人网
- 2023/11/1 13:29:2938927
【智慧城市网 企业关注】太阳能是未来重要的能源之一,但制造更高效的太阳能电池需要寻找新的、更好的材料。最近,大阪大学的研究人员在《JACS Au》上发表的一项研究中,提出了一种解决方案,能够自动化关键实验和分析过程,从而大大加快太阳能材料的研究速度。
传统太阳能电池使用硅和镓等无机半导体制成,但下一代太阳能电池需要在成本、重量和安全性方面取得突破。此外,现有的太阳能电池往往含有有毒的铅,因此需要寻找毒性更低的替代材料。然而,目前研究新材料的过程都是手工完成的,昂贵且耗时。
为了解决这一问题,研究人员开发了一种独特的机器人测量系统,能够执行光吸收光谱、光学显微镜和时间分辨微波电导率分析。这个系统的关键特点是它可以实现自动化,可以高效地执行多种实验和分析过程,研究人员在这个自动化系统的帮助下,评估了共计576种不同的薄膜半导体样品。
主要作者Chisato Nishikawa指出:“当前的太阳能电池主要由硅和镓等无机半导体构成,但下一代太阳能电池需要在成本、重量和毒性方面有所突破。虽然钙钛矿太阳能电池的效率足以与硅太阳能电池相媲美,但它们含有有毒的铅。”
这项研究中,研究人员研究了由四种元素 Cs、Bi、Sb 和 I 组成的溶液处理无铅太阳能电池,这些材料具有广泛的成分和工艺参数范围。为了深入了解这些材料的性质,并使实验全过程自动化,研究人员使用了AI相关技术,特别是机器学习技术,用作分析实验产生的数据。
资深作者 Akinori Saeki 表示:“近年来,机器学习对于更好地理解材料的特性非常有帮助。这些研究需要大量的实验数据,将自动化实验与机器学习技术相结合是一个理想的解决方案。”
研究人员希望未来能实现更多实验过程的自动化,从而更容易探索全新的材料,正如 Chisato Nishikawa 指出的那样:“这种方法非常适合探索没有现有数据的领域。”
到目前为止,研究团队的机器人系统已经取得了他们预期中的的成果,测量过程完全自动化且高度准确,可以在通常所需时间的六分之一内完成工作。这个自动化系统使寻找高效无毒太阳能材料的任务变得更加容易,为太阳能的未来提供了更多希望,机器人和人工智能的协同作用可能让太阳能离我们更近一步。