27%-os hatásfok: AI-robot gyártja a perovszkit napelemeket

Egy többintézményes nemzetközi kutatócsapat – köztük a Hongkongi Polytechnic Egyetem, az oxfordi és a lausanne-i ETH kutatói – olyan mesterséges intelligenciával vezérelt robotplatformot mutatott be, amely zárt hurkú rendszerben képes önállóan megtervezni, legyártani és optimalizálni perovszkit napelemcellákat. A fejlesztés eredményeit az Engineering folyóirat közölte.

A rendszer alapját egy ún. receptnyelvi modell (RLM) képezi, amelyet közel 60 000 tudományos publikáció adatával tanítottak be. A hétréteges AI-architektúra receptek generálásától a kiértékelésen át az optimalizálásig minden lépést kezel, majd az eredményeket visszacsatolja a modellbe – ezzel folyamatosan javítva a következő kísérlet minőségét.

A fizikai gyártást 11 robotdoboz végzi, amelyek összesen 101 funkcionális egységet, több mint 1500 alkatrészt és 4300 feletti vezérelhető paramétert foglalnak magukba. Az első három doboz vegyszerkezeléssel, az utolsó nyolc pedig spin-coating, lézeres feldolgozás, vákuumos vékonyréteg-leválasztás és egyéb gyártási folyamatok elvégzésével foglalkozik. A beépített kamerák és szenzorok valós idejű adatokat szolgáltatnak.

A kísérletek négy fejlesztési szakaszon mentek keresztül: az első, irányítatlan fázisban a hatásfok 0–17,4% között mozgott; a második szakaszban adalékanyagok és önszerveződő monorétegek (SAM) bevonásával ez 23%-ra nőtt; felületi passzivációval 25,6%-ra emelkedett; a végső konfigurációban pedig elérték a 27,0%-ot (hitelesített értéken 26,5%-ot). A kutatás során összesen 50 764 eszközt gyártottak és teszteltek.

A perovszkit technológia a napelemipar egyik legígéretesebb fejlesztési iránya, és ez az eredmény közelebb hozza a nagyipari alkalmazást. Magyarországon a napelemes beruházások iránt egyre növekvő érdeklődés tapasztalható – különösen a háztartási méretű kiserőművek (HMKE) szabályozási kereteinek változásai után –, így a hatékonyabb és olcsóbban gyártható cellák közvetlenül érinthetnék a hazai piacot is.