Вчені з ШІ здійснили прорив у моделюванні галогенідних сонячних матеріалів

Прорив у вивченні галогенідних перовскітів, що відкриває нові перспективи для створення високоефективних сонячних елементів.

Зростання глобального попиту на електроенергію зумовлює потребу у сталих технологіях енергоперетворення, зокрема в удосконаленні сонячних панелей. Одним із найперспективніших матеріалів вважають формамідин-йодид свинцю — кристалічну сполуку з групи галогенідних перовскітів, що має унікальні оптоелектронні властивості. Водночас нестабільність таких матеріалів стримує їх масове впровадження у фотогальванічні системи.

Команда науковців з Технологічного університету Чалмерса (Швеція) запропонувала нові методи комп’ютерного моделювання з використанням машинного навчання. Як пояснює керівниця дослідження, «ми тепер здатні моделювати матеріали з мільйонами атомів і симулювати процеси, що тривають у тисячі разів довше, ніж раніше» (Юлія Віктор). Це дозволило точно змоделювати низькотемпературну фазу FAPbI?, яку раніше неможливо було виявити лише експериментально.

Ця фаза є ключем до контролю за стабільністю матеріалу, зокрема в умовах охолодження до –200?°C. У співпраці з дослідниками Бірмінгемського університету шведські вчені довели, що формамідинові молекули за низьких температур «застрягають у напівстабільному стані» (Сангіта Датта), що і визначає поведінку всього матеріалу.

Завдяки підтримці низки наукових фондів та доступу до суперкомп’ютерних ресурсів Швеції, дослідники змогли вперше пояснити структуру й властивості критично важливої фази FAPbI?. Як підсумовує фізик Ерік Франссон, «отримані результати сприятимуть точнішому моделюванню складних галогенідних перовскітів у майбутньому».

Розуміння поведінки перовскітів на атомному рівні є ключовим для створення дешевих, гнучких та довговічних сонячних панелей, здатних забезпечити енергією як мобільні пристрої, так і будівлі.