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突破科技極限!北卡州立大學RoboMapper機器人助力鈣鈦礦太陽能電池進步

北卡羅來納州立大學的研究團隊成功研發了一款名為RoboMapper的機器人,能夠進行實驗,以尋找太陽能電池的新型材料。根據他們在《Matter》期刊上的報告,這項技術已經發現了一種被稱為鈣鈦礦的新型光伏材料,有望提供高效且穩定的太陽能電池。

RoboMapper的操作速度幾乎比之前的自動化技術快了10倍,主要作者王同輝在一份新聞稿中表示:「這使得搜尋新材料更加高效、更具成本效益,也更符合我們的碳足跡可持續發展。」

太陽能電池、電池以及其他重要的能源技術都依賴於其中的材料,而開發這些材料既耗時又昂貴,這牽涉到微調配方,包括進入材料的元素和添加劑,以及處理條件,例如加熱溫度和溶液濃度。這可能導致在實驗室裡製作和測試數百萬種不同的組合,耗時無數小時並增加成本。

北卡州立大學的團隊透過新應用機器人技術的方式,使每個實驗步驟,包括放置、對準和校準樣本,都能一次處理多個樣本。雖然這比手動實驗快,但在一個芯片上只有一個樣本仍然是耗時的,同時也需要大量電力來驅動各種儀器。北卡州立大學材料科學與工程教授阿拉姆·阿馬西安在新聞稿中指出:「RoboMapper也自動化了這一過程,但通過現代印刷技術將多個樣本小型化,使其能夠在每個芯片上放置數十個樣本。」該團隊專注於開發鈣鈦礦,這種材料在將光轉換為電能方面比矽更高效,鈣鈦礦還更便宜、更容易製造,並且有望製造出更薄、更輕的太陽能電池板。

研究人員指示RoboMapper使用一組已定義的元素製作150種鈣鈦礦合金,該機器人製作了這些樣本,並使用各種技術進行測試,以查看它們是否具有適當的晶體結構和光學性質,適合用於太陽能電池,同時,他們還測試了這些樣本在受光照時是否穩定,這是鈣鈦礦的一個常見缺點。接下來,RoboMapper使用其實驗數據創建了一個電腦模型,該模型預測了一種新的合金組成,具有最佳的鈣鈦礦太陽能電池性能組合。最後,研究人員使用RoboMapper和傳統的實驗室技術創建了這種理想的合金,結果顯示這種材料不僅穩定,而且在光轉換為電能方面的效率極高。


參考文獻及圖片來源: AI-driven robots could speed up next-gen solar development;https://www.anthropocenemagazine.org/2023/07/could-robots-give-solar-cells-a-boost/ 具有人工智慧大腦的機器人學會進化合成原始細胞;https://www.chemistryworld.com/news/robot-with-ai-brain-learns-to-evolve-synthetic-protocells/3008589.article shutterstock.com;https://vectorportal.com/vector/solar-energy-vector-concept.ai/21190


關鍵字查詢: North Carolina State University# robots driven by artificial intelligence # perovskite


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