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
Российский планшет Yadro поступил в продажу: известна его цена и планы на будущее
Новости
Стала известна цена первого российского электромобиля «Атом»
Новости
Опубликованы самые детальные фото поверхности Европы
Космос
Первую в мире водородную яхту спустили на воду: ее длина больше 100 м
Новости
Открытие ученых впервые подтвердило правоту Эйнштейна
Космос
У зонда летящего к Меркурию произошел сбой двигателя
Космос
Замороженная ткань мозга восстановилась после 18 месяцев криоконсервации
Наука
Редкий глубоководный кальмар попал на видео, напав на подводную камеру
Наука
Экспресс-тест обнаруживает инсульт менее чем за шесть часов после первых симптомов
Наука
Канадский фермер, возможно, нашел на поле обломок ракеты SpaceX
Космос
Квантовую связь создали с помощью обычного городского оптоволоконного кабеля
Новости
Частный спутник сфотографировал МКС с расстояния 70 км
Космос
Ученые сварили пиво с помощью пчел-убийц
Наука
В НАСА рассказали, что вызвало самую мощную геомагнитную бурю десятилетия
Космос
Суперноги от MIT помогут людям быстро вставать после падений на Луне
Космос
Первому в мире ребенку вылечили глухоту с помощью генной терапии
Наука
Ученые нашли семь звезд в Млечном Пути, рядом с которыми могут жить инопланетяне
Космос
Забота об экологии и цифровой мир: какой софт помогает заботиться об окружающей среде?
Мнения
«Уэбб» поймал самое старое слияние черных дыр: через 740 млн лет после Большого взрыва
Космос
Искусственный интеллект научили распознавать сарказм
Новости