Модель машинного обучения ускорит производство чистой энергии

Исследователи из ARC Center of Excellence in Exciton Science создали новый тип модели машинного обучения для прогнозирования эффективности преобразования энергии (PCE, power-conversion efficiency) материалов, которые могут использоваться в органических солнечных элементах следующего поколения, включая «виртуальные» соединения, которые еще не существуют.

В отличие от некоторых трудоемких и сложных моделей, новая модель является быстрым, простым в использовании методом поиска и анализа, а код доступен бесплатно для всех ученых и инженеров.

Ключом к разработке более эффективной и удобной для пользователя модели была замена сложных и дорогостоящих в вычислительном отношении параметров, требующих квантово-механических расчетов, на более простые и химически интерпретируемые дескрипторы сигнатур анализируемых молекул. Они предоставляют важные данные о наиболее значимых химических фрагментах в материалах, которые влияют на PCE, генерируя информацию. В дальнейшем ее можно использовать для разработки улучшенных материалов.

Новый подход может помочь значительно ускорить процесс разработки более эффективных солнечных элементов в то время, когда спрос на возобновляемые источники энергии и их важность для сокращения выбросов углерода как никогда высоки. Результаты были опубликованы в журнале Nature Computational Materials.

После десятилетий использования кремния, который является относительно дорогим и недостаточно гибким, все больше внимания уделяется органическим фотоэлектрических элементам (OPV, organic photovoltaics), которые дешевле производить, также они более универсальны и просты в утилизации. 

Основная проблема заключается в сортировке огромного объема потенциально подходящих химических соединений, которые могут быть синтезированы (адаптированы учеными) для использования в OPV. Исследователи и раньше пытались использовать машинное обучение для решения этой проблемы. Однако многие из этих моделей отнимали много времени, требовали значительной вычислительной мощности компьютера и их было трудно воспроизвести. И, что особенно важно, они не давали достаточного руководства ученым-экспериментаторам, которые работали над новыми устройствами для зеленой энергетики.

Теперь работа, возглавляемая доктором Настараном Мефтахи и профессором Сальви Руссо из Университета RMIT, совместно с командой профессора Удо Баха из университета Монаш, успешно решила многие из этих проблем.

В большинстве других моделей используются электронные дескрипторы, которые сложны, требуют больших вычислительных ресурсов и не поддаются химической интерпретации. Это значит, что химик-экспериментатор или ученый не может черпать идеи из этих моделей для разработки и синтеза материалов в лаборатории. Сотрудничество ученых привело к созданию программы BioModeller, которая легла в основу новой модели с открытым исходным кодом. Используя ее, исследователи получили надежные и предсказуемые результаты и, среди прочего, определили количественные отношения между исследуемыми молекулярными сигнатурами и эффективностью будущих устройств OPV.


Читать далее

Во льдах Антарктиды нашли неизвестных животных, похожих на губки

Шельф Бранта в Антарктиде разрушается со скоростью 5 метров в сутки

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Суперкомпьютер раскрыл тайны «молекулярного ремонта» ДНК
Наука
В Китае разработали батарейку с радиоактивным углеродом, которая проработает до 100 лет
Наука
Ученые MIT разработали «простой способ» превратить клетки кожи в нейроны
Наука
Microsoft запускает ИИ Copilot для геймеров: он будет работать, как тренер
Новости
Частный лунный модуль сфотографировал солнечное затмение с Луны
Космос
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости
Это приложение буквально заставляет трогать траву и блокирует соцсети
Новости
Посмотрите на место гибели лунного аппарата «Афина»
Новости
Apple призвала срочно обновить iPhone из-за критической уязвимости  
Новости
В РосНИИРОС опровергли планы ICANN закрыть домен .su  
Новости
Европейские охотники каменного века «путешествовали» по морю в Африку
Наука
Зонд «Гера» сделал снимки спутника Марса на пути к «пострадавшему в ДТП» астероиду
Космос
В испанской пещере нашли «фрагменты лица» древнейшего жителя Западной Европы
Наука
Стартап представил робота, который готовит как шеф-повар лучших ресторанов
Новости
В паровом реакторе впервые зажгли термоядерную плазму
Новости
Работа, написанная ИИ, прошла научное рецензирование, но есть нюансы
Наука
Смертоносные звезды: два массовых вымирания связали со взрывами сверхновых
Космос
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Космос
Физики обнаружили доказательство предсказания Хокинга
Космос