Američtí výzkumníci vyvinuli RoboMapper, automatizovanou platformu pro urychlení objevu metalhalogenidových perovskitových slitin s širokým pásmem pro solární články nové generace. Tým z North Carolina State University, Brookhaven National Laboratory a Rey Juan Carlos University nedávno zveřejnil podrobnosti

Američtí výzkumníci vyvinuli RoboMapper, automatizovanou platformu pro urychlení objevu metalhalogenidových perovskitových slitin s širokým pásmem pro solární články nové generace.

Tým z North Carolina State University, Brookhaven National Laboratory a Rey Juan Carlos University nedávno zveřejnil podrobnosti o RoboMapper, nové platformě pro objevování robotických materiálů. Nová platforma pro akceleraci materiálů (MAP) dokáže identifikovat životaschopné kandidáty na tandemové solární články perovskit-křemík.

,,Cílová mezera v pásmu byla ~1,7 elektronvoltu (eV) v oblastech se smíšeným kationtem a smíšeným halogenidem perovskitů," řekl výzkumník ze Státní univerzity v Severní Karolíně Aram Amassian.

Výzkumníci ověřili nové sloučeniny s širokým pásmem analyzováním vzorků generovaných RoboMapperem a vzorků tenkého filmu odlitého odstředěním a také prostřednictvím výroby solárních článků. Předpovězenou ideální sloučeninu, podrobně uvedenou v článku, převedli na zařízení šampiona. Vykazovalo napětí naprázdno 1,18 V, zkratový proud 21,54 miliampérů na cm² a faktor plnění 78,83 %, pro 20 % účinnosti přeměny energie. Výzkumníci uvedli, že zařízení s novými perovskitovými slitinami vykazují nižší hysterezi. Ale taky lepší fotostabilitu než jiné sloučeniny hodnocené na 1,7 eV.

Automatizovaná platforma RoboMapper

Pro výzkumný tým bylo důležité prokázat přínosy pro životní prostředí i produktivitu.

„RoboMapper dokáže generovat velké datové soubory za malý zlomek času, nákladů a dopadu na životní prostředí stávajících platforem. Což umožňuje vyvíjet nové materiály 10 krát rychleji než tradiční automatizace,“ řekl Amassian. ,,Existuje jasná nabídka pro každého v oblasti objevování funkčních materiálů, který to chce dělat konkurenceschopně, zodpovědně a udržitelně."

Amassian uvedl, že tým aktivně usiluje o partnerství, aby mohl RoboMapper uvést do komerčního využití. Použili RoboMapper k definování hranic složení, zejména tam, kde by nové materiály mohly prokázat stabilitu a účinnost. Společnost Amassian uvedla, že odbornost RoboMapper v této oblasti by mohla mít důsledky pro duševní vlastnictví. A to ve vztahu k novým materiálům pro fotovoltaiku, optoelektroniku a další funkční aplikace.

Využití systému

Systém RoboMapper využívá knihovnu perovskitových inkoustů, což jsou prekurzory perovskitového filmu nebo soli suspendované v roztoku, pro snadné nanášení. Připravuje prekurzorové inkousty, míchá a nakládá materiály pro nanášení na čipy (nebo substráty) pro analýzu a sběr dat.

Kroky odsávání, míchání a čištění jsou automatické. Vzorky procházejí řadou testů k vyhodnocení struktury, bandgap, světelné stability a úrovně vhodnosti pro FV aplikace. Paralelně se informace zpracovávají do modelů, které se používají k predikci nových složení perovskitu.

Tento nástroj může podle výzkumníků integrovat stovky pixelů na cm² s průměrnou velikostí pixelu 50 mikronů. V tomto případě paletizovali až 150 kompozic s kopiemi pro ověření reprodukovatelnosti.

Společnost Amassian uvedla, že v akademických a průmyslových výzkumných laboratořích po celém světě existuje několik nástrojů pro mapování orientované na polovodiče.

„Platformy pro prototypování mají uplatnění ve fotovoltaice, ale i v tištěné elektronice a dalších polovodičových aplikacích. Taky v komunikaci, displejích, snímání a flexibilní elektronice,“ dodal.

Zdroj: pv-magazine, Vapol