Как улучшить эффективность солнечных батарей: ответ российских ученых19.09.2025 16:02

Ученые из Уральского федерального университета (УрФУ) создали базу данных конфигураций ячеек перовскитных солнечных элементов, что поможет ускорить создание новых панелей и батарей для промышленного производства и использования в космосе. Систематизация имеющихся сведений о фотоэлектрических характеристиках материалов и компонентов облегчит задачу разработчикам.

К решению задач по проектированию солнечных панелей можно подключить искусственный интеллект, используя созданную УрФУ базу данных. Это значительно ускорит поиск оптимальной конфигурации под конкретные задачи. В описанном наборе имеются 7182 вариации архитектуры ячеек солнечных элементов.

Для наиболее перспективных и оптимальных конфигураций авторы проекта подготовили уже «натренированные» модели машинного обучения. Тестирование на них показало, что между характеристиками перовскитных солнечных элементов существует нелинейная связь. Соответственно, поиск идеального решения занял бы у промышленных разработчиков много времени.

Еще на стадии теоретического проектирования разработчики могут с помощью новой базы данных и модели машинного обучения отобрать наиболее подходящие варианты, которые необходимо будет реализовать «в железе», чтобы затем экспериментальным путем определиться с теми компонентами, которые лучше всего подходят. Углубленная и ускоренная стадия моделирования отсеет необходимость создавать «лишние» компоненты, заведомо меньше подходящие под решение задач. Это позволит и удешевить процесс, и сделать его оптимизированным.

Солнечные ячейки представляют собой ключевой элемент панели. Они состоят из нескольких слоев: транспортного, активного и контактного. В качестве активного слоя в последнее время чаще используют перовскитные элементы, имеющие кристаллическую структуру из органического и неорганического гибридов свинцовых или оловянных галогенов. В экспериментах они показывают высокий коэффициент преобразования света в электричество — более 25% в лабораториях. Такие элементы относительно недороги, гибки и легки. Поэтому рынок солнечных панелей в ближайшее время, скорее всего, захватят именно они.