به گزارش مدیاتی:هوش مصنوعی این روزها به یکی از پیشگامان تحول در صنایع مختلف تبدیل شده است و حالا نوبت به انرژی خورشیدی رسیده است. پژوهشگران با بهرهگیری از الگوریتمهای پیشرفته هوش مصنوعی توانستهاند رازهایی تازه از نسل بعدی سلولهای خورشیدی را کشف کنند؛ دستاوردی که میتواند بازدهی تولید انرژی پاک را به شکل چشمگیری افزایش داده و آیندهای روشنتر برای دنیای انرژی رقم بزند.
هوش مصنوعی پرده از راز بزرگ انرژی خورشیدی نسل جدید برمیدارد: آیا این مواد میتوانند جهان را متحول کنند
با افزایش سرسامآور تقاضای جهانی برای برق، نیاز به یافتن منابع انرژی پایدار و کارآمد بیش از پیش احساس میشود. یکی از امیدوارکنندهترین راهحلها، توسعه نسل جدید سلولهای خورشیدی با کارایی بسیار بالاست. تصور کنید: موادی به قدری نازک و انعطافپذیر که میتوانند سطح هر چیزی، از تلفنهای همراه تا نمای کل ساختمانها را بپوشانند!
پروسکایتهای هالیدی: قهرمانان جدید اما مرموز
محققان در دانشگاه صنعتی چالمرز سوئد، گام بزرگی در مسیر استفاده از یکی از جذابترین مواد برای ساخت این سلولها برداشتهاند: پروسکایتهای هالیدی (Halide Perovskites). این مواد پتانسیل تولید سلولهای خورشیدی و دستگاههای نوری (مانند LED) ارزان، سبک و انعطافپذیر را دارند، زیرا نور را با راندمان فوقالعادهای جذب و منتشر میکنند.
با این حال، پروسکایتها مشکل بزرگی دارند: ناپایداری و تخریب سریع. برای استفاده بهینه، دانشمندان باید دقیقاً بفهمند که چرا و چگونه این مواد عمل میکنند.
فوریت توسعه انرژی پاک: یک مسابقه جهانی
بر اساس آژانس بینالمللی انرژی، سهم برق از مصرف انرژی جهانی که اکنون ۲۰ درصد است، طی ۲۵ سال آینده به بیش از ۵۰ درصد خواهد رسید. این آمار فشاری حیاتی بر توسعه فناوریهای انرژی پاک و کارآمدتر میآورد.
دکتر جولیا ویکتور، محقق ارشد چالمرز، تأکید میکند: “برای پاسخگویی به این تقاضا، ما به شدت نیازمند روشهای جدید و سازگار با محیط زیست مانند سلولهای خورشیدی کارآمدتر هستیم.”
کشف قطعه گمشده پازل با قدرت یادگیری ماشین
سالها بود که دانشمندان در تلاش برای درک یک ماده خاص از این گروه، یعنی فرمآمیدینیوم سرب یدید (Formamidinium lead iodide)، دچار مشکل بودند. این ترکیب بلوری خواص نوری و الکتریکی فوقالعادهای دارد اما ناپایداری ذاتی آن، کاربردش را محدود کرده است.
اینجا بود که تیم تحقیقاتی چالمرز وارد عمل شد. آنها با ترکیب شبیهسازیهای قدرتمند کامپیوتری و یادگیری ماشین (Machine Learning)، توانستند رفتار پیچیده و پنهان این مواد را رمزگشایی کنند.
چگونه هوش مصنوعی شبیهسازیها را متحول کرد
مدلسازی این مواد پیچیده بسیار دشوار و نیازمند ابرکامپیوترها و زمان شبیهسازی طولانی بود. اما سانگیتا دوتا، یکی از محققان، توضیح میدهد: “با ترکیب روشهای استاندارد با یادگیری ماشین، ما اکنون میتوانیم شبیهسازیهایی اجرا کنیم که هزاران برابر طولانیتر از قبل هستند و مدلهای ما به جای صدها اتم، میلیونها اتم را در بر میگیرند؛ این یعنی مدلها به دنیای واقعی بسیار نزدیکتر شدهاند.”
این پیشرفت باعث شد تا محققان بتوانند فاز دمای پایین این ماده را که برای مدتها “قطعه گمشده پازل” بود، به دقت شناسایی کنند. این درک عمیق از ساختار ماده، کلید طراحی و کنترل بهتر هم این ترکیب و هم سایر مواد مبتنی بر پروسکایت است.
با همکاری محققان تجربی دانشگاه بیرمنگام، مشاهدات شبیهسازیها در آزمایشگاه نیز تأیید شد و نشان داد که مدلهای هوش مصنوعی واقعیت را به درستی منعکس میکنند.
این موفقیت که در مجله معتبر انجمن شیمی آمریکا منتشر شده است، نقطه عطفی در طراحی مواد پروسکایت هالیدی پیچیده است و میتواند راه را برای تولید انبوه انرژی خورشیدی کارآمد، ارزان و انعطافپذیر در آیندهای نزدیک هموار سازد.
