钙钛矿太阳能电池的太阳能转换效率在近些年来不断地打破记录,甚至将要赶超传统的硅太阳能电池。这一方面归功于科研人员夜以继日的不断努力,另一方面也是因为近些年来技术手段的不断升级提高了科研的速度,现在又出现了一个新的自动化系统可以帮助进一步提高钙钛矿太阳能电池的研发效率。
北卡罗来纳州立大学的研究人员创造了一种机器人技术,能够更有效、更可持续地进行实验,以开发一系列具有理想属性的新型半导体材料。这项名为RoboMapper的新技术可以分析钙钛矿在太阳能电池中的表现,其研发所消耗的时间、成本和能源仅为人工实验或传统的机器人平台的十分之一到五十分之一。
传统的材料研究需要研究人员准备样品,然后通过多个步骤使用不同的仪器测试每个样品,再根据收集数据的需要放置、对齐和校准样本,这可以看作是一条既耗时又需要消耗大量能源的流水线,以前的自动化平台相当于自动化了样品处理流水线,虽然样品处理速度加快了,但每个步骤仍然只能一次处理一个样本。而这个新的自动化系统通过技术手段将材料样本小型化,每个板上放置数十个样本,可以一次并行处理多种材料,从而节省时间和能源。
为了验证该平台的有效性,研究团队选取了比较热门的钙钛矿材料作为研究对象,在RoboMapper的首次测试中,他们分析了150种不同的钙钛矿成分,与其他机器人平台相比,RoboMapper的成本低了12%,速度快了9倍,能效高了18倍,而与人工实验相比,成本降低了2%,速度提高了14倍,能源效率提高了26倍。
该研究团队表示,未来他们将继续寻找更新、更好的钙钛矿材料,他们也希望能与更多的行业伙伴合作,寻找用于光伏或其他应用的新材料。