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
Найден способ экспоненциально повысить точность квантовых часов
Наука
Найдено крупнейшее облако заряженных частиц: оно в 20 раз больше Млечного Пути
Космос
Роботов научили определять местоположение людей на слух
Новости
Физики установили новый мировой рекорд точности работы кубита
Наука
Ученые восстановили пути миграции неандертальцев из Европы в Сибирь
Наука
В Китае создали ИИ для проектирования чипов: он справился за несколько дней
Новости
Четыре спутника НАСА наблюдали гигантский выброс плазмы на Солнце
Космос
Математики МГУ описали движение веществ в организме человека
Наука
В Стэнфорде создали вращающееся устройство, которое удаляет тромбы
Наука
В космосе впервые обнаружили гигантскую молекулу с 24 атомами углерода
Космос
Из-за отказа от прививок в России растет заболеваемость корью и коклюшем
Наука
Инженеры создали мягкого робота, который управляется лазерными лучами
Новости
В Apple усомнились в способности существующих моделей ИИ рассуждать
Новости
В IBM назвали сроки создания первого масштабного квантового компьютера
Новости
Посмотрите с орбиты Марса на гигантский вулкан, возвышающийся над облаками
Космос
В России приняли закон о создании единого национального мессенджера
Новости
Ученые выяснили, почему у летучих мышей «долгожителей» не бывает рака
Наука
Открыт прием заявок на премию «Промышленная робототехника»
Иннополис
Геофизик записал альбом из «музыки» сейсмических волн месторождения нефти
Новости
В желудке зауропода нашли остатки пищи: травоядный гигант глотал растения целиком
Наука