Nova eina de modelatge per fer cel·les solars i puguin extreure tota l'energia de la llum solar. Aquests simuladors permeten avaluar com els petits ajustaments de paràmetres com seria l'estructura del dispositiu, els materials utilitzats i el gruix de les diferents capes de material, poden afectar en la potència obtinguda final.
Hi han disponibles diversos simuladors gratuïts de cel·les solars. No obstant, aquestes eines segueixen sent lentes i no permeten optimitzar simultàniament diferents paràmetres de disseny. El nou programari d'un equip d'investigadors del MIT i Google Brain, podria racionalitzar la millora i fer possible nous dissenys de cel·les solars.
Les tradicionals eines computacionals prenen com a entrada variables per fer un disseny concret de cel·les solars i s'obté la potència nominal. Però amb el nou programari, a part d'obtenir resultats, també mostren com canviaria l'eficiència si es modifiquen algun dels paràmetres d'entrada de manera que, es possible canviar contínuament els paràmetres d'entrada i veure un gradient de com canvia la sortida.
Això redueix el nombre de vegades que cal executar aquestes simulacions que requereixen molt de temps. Només fent una simulació, automàticament s'obté tota la informació que cal. Aquest nou programari, s'ha anomenat simulador de cel·les diferenciables solars el qual ha estat publicat en un article a la revista Computer Physics Communications.
Les cel·les solars comercials tenen eficiències de llum a electricitat que queden per sota dels valors teòrics màxims dels dispositius. Els simuladors de cel·les solars permeten entendre com els factors físics per exemple conseqüència dels defectes de materials, afecten el rendiment final de les cel·les solars. Els simuladors ja han ajudat a millorar les tecnologies fotovoltaiques comunes, com ara les cel·les de pel·lícula prima a base de cadmi i les cel·les de perovskita.
Hi ha dues maneres en què la nova eina hauria d'ajudar al desenvolupament de cel·les solars. El primer és l'optimització. Per exemple, suposar un fabricant vol fer una cel·la solar d'alt rendiment però no coneix l'efecte del material que absorbeix la llum sobre l'eficiència general, llavors, normalment hi ha un òptim gruix per a aquesta capa de material que es la que crearà la majoria de portadors de càrrega a partir de la llum que absorbeix. El programari ajuda a definir el paràmetre òptim que maximitzi l'eficiència.
De manera similar, el programari es podria utilitzar per avaluar valors òptims per a altres variables, com ara la quantitat de dopatge de les capes de material, el bandgap o la constant dielèctrica de les capes aïllants.
Aquest programari , també ajuda a l'enginyeria inversa d'una determinada cel·la solar. En aquest escenari, es possible mesurar la corba IV, la funció que dóna corrent per a cada voltatge, d'una cel·la solar i emparellar aquestes mesures experimentals mitjançant el simulador. A partir de les dades, el programari pot ajudar a calcular els valors de paràmetres específics del material que fins ara, es desconeixen.
Aquest és el primer simulador de codi obert que combina xarxes neuronals. El paquet de programari es troba a GitHub, cosa que hauria de facilitar que qualsevol pugui utilitzar-lo i fer millores.
Es possible combinar-ho amb algorismes propis d'optimització o un sistema de deep learning. Això hauria d'accelerar el desenvolupament de cel·les solars més eficients permetent una ràpida avaluació d'una gran varietat de possibles materials i estructures de dispositius.
Font: Prachi Patel
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada