Çarşamba, Nisan 17, 2024
Ana Sayfa arşiv Yüksek Verimli Güneş Pillerinin Sırlarını Ortaya Çıkarıyoruz

Yüksek Verimli Güneş Pillerinin Sırlarını Ortaya Çıkarıyoruz

– Advertisement –

Yapay zeka yöntemlerinin yardımıyla araştırmacılar, yüksek verimli perovskit güneş pillerinin üretim süreçlerini iyileştirmeye çalışıyor. 
Yapay zeka yöntemlerinin yardımıyla araştırmacılar, yüksek verimli perovskit güneş pillerinin üretim süreçlerini iyileştirmeye çalışıyor. 

Yapay zeka teknikleri, bilim adamlarına yüksek verimli güneş pilleri için üretim prosedürlerini geliştirmede yardımcı olur ve diğer çeşitli araştırma alanları için bir plan görevi görür.

Perovskit tandem güneş pilleri, perovskit güneş pilini genellikle silikondan yapılmış geleneksel bir güneş pili ile birleştiren gelişmiş bir hibrit teknolojiyi temsil eder. Bu yenilikçi yaklaşım, standart silikon güneş pillerini önemli ölçüde aşan, yüzde 33’ü aşan etkileyici bir verimlilik oranı sunarak güneş enerjisi teknolojisinin ön saflarında yer alıyor.

Üstelik ucuz hammadde kullanıyorlar ve kolaylıkla üretilebiliyorlar. Bu düzeyde bir verimliliğe ulaşmak için, kalınlığı insan saçının yalnızca bir kısmı kadar olan son derece ince, yüksek kaliteli bir perovskit katmanının üretilmesi gerekiyor.

Mikroyapı Teknolojisi Enstitüsü’nde araştırma yürüten kadrolu profesör Ulrich W. Paetzold, “Bu yüksek dereceli, çok kristalli ince katmanları herhangi bir eksiklik veya delik olmadan, düşük maliyetli ve ölçeklenebilir yöntemler kullanarak üretmek en büyük zorluklardan biri” diyor. ve KIT’in Işık Teknolojisi Enstitüsü.

Görünüşte mükemmel laboratuvar koşullarında bile, yarı iletken katman kalitesinde değişikliklere neden olan bilinmeyen faktörler olabilir: “Bu dezavantaj, enerji dönüşümü için çok ihtiyaç duyulan bu yüksek verimli güneş pillerinin endüstriyel ölçekte üretiminin hızlı bir şekilde başlatılmasını engelliyor. ” diye açıklıyor Paetzold.

Yapay Zeka Etkili Kaplamanın Gizli İşaretlerini Buluyor

Kaplamayı etkileyen faktörleri bulmak için KIT’in perovskit güneş pili uzmanlarından oluşan disiplinler arası bir ekip, Helmholtz Imaging’in Makine Öğrenimi ve Açıklanabilir Yapay Zeka (XAI) ve Heidelberg’deki DKFZ’deki Helmholtz AI uzmanlarıyla güçlerini birleştirdi.

Araştırmacılar, devasa bir veri kümesi kullanarak sinir ağlarını eğiten ve analiz eden yapay zeka yöntemleri geliştirdi. Bu veri seti, üretim süreci sırasında ince perovskit katmanlarının fotolüminesansını gösteren video kayıtlarını içerir. Fotolüminesans, harici bir ışık kaynağı tarafından uyarılan yarı iletken katmanların radyant emisyonunu ifade eder.

“Uzmanlar bile ince katmanlarda belirli bir şey göremediği için, videolardaki milyonlarca veri öğesinden iyi veya kötü kaplamanın gizli işaretlerini tespit etmek üzere bir Yapay Zeka sistemini Makine Öğrenimi (Derin Öğrenme) için eğitme fikri doğdu.” DKFZ Helmholtz Imaging’den Lukas Klein ve Sebastian Ziegler açıklıyor.

Derin Öğrenme Yapay Zeka sisteminin geniş bir alana dağılmış gösterge çıktılarını filtrelemek ve analiz etmek için araştırmacılar daha sonra Açıklanabilir Yapay Zeka yöntemlerine güvendiler.

“Takip Araştırması İçin Bir Taslak”

Araştırmacılar deneysel olarak fotolüminesansın üretim sırasında değiştiğini ve bu olgunun kaplama kalitesi üzerinde etkisi olduğunu keşfettiler.

Klein ve Ziegler, “Çalışmamızın anahtarı, yüksek kaliteli bir güneş pili elde etmek için hangi faktörlerin değiştirilmesi gerektiğini görmek için XAI yöntemlerinin hedefli kullanımıydı” dedi. Bu alışılagelmiş bir yaklaşım değil. Çoğu durumda XAI, yapay zeka modelleri oluştururken hataları önlemek için yalnızca bir tür korkuluk olarak kullanılır.

“Bu bir paradigma değişikliğidir: Malzeme biliminde bu kadar sistematik bir şekilde son derece alakalı içgörüler elde etmek tamamen yeni bir deneyimdir.”

Gerçekten de araştırmacıların bir sonraki adımı atmasını sağlayan, fotolüminesans varyasyonundan elde edilen sonuçtu. Sinir ağları uygun şekilde eğitildikten sonra yapay zeka, üretim sürecinin hangi noktasında hangi ışık emisyonu değişiminin meydana geldiğine bağlı olarak her bir güneş pilinin düşük veya yüksek bir verimlilik düzeyine ulaşıp ulaşmayacağını tahmin edebildi.

Ulrich W. Paetzold, “Bunlar son derece heyecan verici sonuçlar” diye vurguluyor. “Yapay zekanın birleşik kullanımı sayesinde sağlam bir ipucuna sahibiz ve üretimi iyileştirmek için ilk etapta hangi parametrelerin değiştirilmesi gerektiğini biliyoruz. Artık deneylerimizi daha hedefe yönelik bir şekilde yürütebiliyoruz ve artık samanlıkta iğneyi gözlerimiz bağlı aramak zorunda kalmıyoruz. Bu, enerji araştırması ve malzeme biliminin diğer birçok yönü için de geçerli olan takip araştırması için bir plandır.”

Referans: Lukas Klein, Sebastian Ziegler, Felix Laufer, Charlotte Debus, Markus Götz, Klaus Maier-Hein, Ulrich W. Paetzold, Fabian Isensee ve Paul F. Jäger tarafından yazılan “Açıklanabilir Yapay Zeka ile Ölçeklenebilir Perovskit Güneş Pili Üretimi için Proses Dinamiklerini Keşfetmek”, 30 Ekim 2023.

BENZER KONULAR

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...
- Advertisment -

Son Eklenenler

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...

Antibiyotik Direnci Araştırmalarında Oyunun Kurallarını Değiştirecek Bir Şey

Antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadeledeki potansiyeli nedeniyle incelenen bir bakteriyofaj olan φX174, alternatif antibiyotiklerin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sunuyor. yaşında COVID-19kelime "virüs” bulaşma, hastalık ve hatta...