Robot con IA fabrica células de perovskita con 27 % de eficiencia

Investigadores de la Universidad Politécnica de Hong Kong, el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana (EPFL), la Universidad de Oxford y varias universidades chinas han desarrollado una plataforma robótica de bucle cerrado impulsada por inteligencia artificial capaz de diseñar, fabricar y optimizar células solares de perovskita de manera completamente autónoma. Los resultados han sido publicados en la revista científica Engineering.

El núcleo del sistema es un modelo de lenguaje de recetas (RLM, por sus siglas en inglés) entrenado con aproximadamente 60.000 publicaciones científicas sobre perovskita. Una arquitectura de IA de siete capas gestiona la generación de recetas, la construcción de conjuntos de datos, el razonamiento, la evaluación y la optimización, retroalimentando los resultados de cada ciclo experimental para mejorar continuamente las recomendaciones futuras.

La fabricación física la realizan once cajas robóticas que integran 101 unidades funcionales, más de 1.500 componentes y más de 4.300 parámetros controlables. Las tres primeras cajas se encargan del almacenamiento y dispensación de productos químicos, mientras que las cajas 4 a 11 ejecutan procesos como spin-coating, procesado láser, recocido térmico y deposición de capas delgadas en vacío. Cámaras y sensores integrados permiten la caracterización en tiempo real.

El sistema avanzó por cuatro etapas de optimización: en la primera fase exploratoria, la eficiencia osciló entre el 0 % y el 17,4 %; la incorporación de monocapas autoensambladas (SAM) y aditivos la elevó hasta el 23 %; la pasivación superficial alcanzó el 25,6 %; y la configuración final logró el 27,0 % (certificada al 26,5 %). En total se fabricaron y evaluaron 50.764 dispositivos.

Las células de perovskita son consideradas la tecnología fotovoltaica más prometedora de próxima generación. En España, donde la energía solar ha vivido un boom de instalaciones residenciales y la autoconsumo sigue creciendo al amparo de marcos regulatorios europeos favorables, el desarrollo de módulos de alta eficiencia y bajo coste basados en perovskita podría transformar el mercado a medio plazo.