如果我们能更便宜地获得清洁电力,同时保护环境呢?韩国的一个研究小组提出了一个可持续太阳能电池的路线图,该路线图集成了人工智能技术,使这一未来更加接近。他们的研究发表在《绿色化学》上,并被选为该杂志在线版的封面。
太阳能是一种重要的可持续能源,可以减少碳排放。特别是钙钛矿太阳能电池,也称为“下一代太阳能电池”,因其高理论效率(34%)而受到关注,超过了传统的硅太阳能电池。然而,这些细胞的生产需要使用有毒化学物质,长期稳定性有限,阻碍了它们的商业化。

由韩教授领导的浦项科技大学化学工程系与由金教授领导的首尔大学化学工程学院合作解决了这个问题。研究小组开发了一种新的制造工艺,该工艺使用生物基溶剂,如γ-戊内酯(GVL)和乙酸乙酯(EA),而不是有毒溶剂二甲基甲酰胺(DMF)。
该研究的核心是基于人工智能的逆向工程技术。通过分析实验数据,研究小组确定了提高效率的最佳条件,同时最大限度地降低成本和碳排放。然后,他们通过实际实验验证了人工智能提出的条件,并提出了一个可持续性评估模型,该模型考虑了制造成本、环境影响和工艺效率,以及全球部署场景。

研究小组开发的GVL-EA工艺将钙钛矿太阳能电池的制造成本降低了一半,并将气候影响降低了80%以上。此外,他们证实,将模块寿命和回收策略结合起来可以帮助确定不同地区商业化的实际盈亏平衡点。

浦项制铁的韩教授说:“人工智能通过优化过程本身找到了以前认为不可能的条件。”他补充说,使用无毒的生物溶剂可以使太阳能电池更安全、更便宜、更高效。
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