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Lo siguiente fue publicado como un anuncio conjunto de MIT.nano y el Laboratorio de Investigación Electrónica del MIT; CubicPV; Tecnologías Verdes; Universidad de Princeton; y la Universidad de California, San Diego.
Las células solares en tándem están hechas de materiales apilados, como el silicio combinado con perovskitas, que juntos absorben más espectro solar que los materiales individuales, lo que resulta en un aumento espectacular de la eficiencia. Su potencial para generar significativamente más energía que las celdas convencionales podría marcar una diferencia significativa en la lucha contra el cambio climático y la transición hacia un futuro de energía limpia.
Sin embargo, los métodos actuales para crear capas de perovskita estables y eficientes requieren ciclos largos y laboriosos de iteraciones y pruebas de diseño, lo que impide su desarrollo con fines comerciales. Hoy, la Oficina de Tecnología de Energía Solar (SETO) del Departamento de Energía de EE. UU. anunció que el MIT ha sido seleccionado para recibir un premio de costos compartidos de $ 11,25 millones para establecer un nuevo centro de investigación para abordar este desafío utilizando un marco de cooptimización guiado por aprendizaje automático. y automatización.
Un esfuerzo de colaboración con el participante líder de la industria CubicPV, la startup solar Verde Technologies y socios académicos de la Universidad de Princeton y la Universidad de California, San Diego (UC San Diego), el centro reunirá equipos de investigadores para apoyar la creación de una perovskita- Sistema solar en tándem de silicio. codiseñó módulos tanto para la estabilidad como para el rendimiento, con el objetivo de acelerar drásticamente la I+D y la transferencia de estos logros a los entornos comerciales.
“Los desafíos urgentes requieren una acción rápida. Este centro acelerará el desarrollo de módulos solares en tándem al acercar a la academia y la industria”, dice Tonio Buonassisi, profesor de ingeniería mecánica en el MIT, quien dirigirá el centro. «Estamos agradecidos con el Departamento de Energía por apoyar este nuevo y poderoso modelo y estamos emocionados de ponernos a trabajar».
Adam Lorenz, CTO de la empresa de tecnología de energía solar CubicPV, enfatiza la importancia de pensar en la escala, junto con la calidad y la eficiencia, para acelerar el esfuerzo de la perovskita en el entorno comercial. “En lugar de perseguir rendimientos récord con dispositivos del tamaño de un píxel diminuto y luego tratar de estabilizarlos, apuntaremos simultáneamente a la estabilidad, la reproducibilidad y la eficiencia”, dice. «Es un enfoque centrado en módulos que crea un canal directo para los avances de I+D en la industria».
El centro se llamará Co-diseño acelerado de tándems de perovskita duraderos, reproducibles y eficientes, o ADDEPT. La subvención será administrada por el Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT (RLE).
David Fenning, profesor asociado de nanoingeniería en UC San Diego, ha estado trabajando con Buonassisi en la idea de fusionar materiales, automatización y computación, particularmente en esta área de inteligencia artificial y solar, desde 2014. En el futuro, un enfoque central del proyecto ADDEPT será implementar el aprendizaje automático y la detección robótica para optimizar el procesamiento de materiales solares basados en perovskita para una mayor eficiencia y sostenibilidad.
“Ya hemos visto los primeros signos de transferencia de tecnología exitosa entre nuestro robot PASCAL de UC San Diego y la industria”, dice Fenning. “Con este nuevo centro, uniremos los laboratorios de investigación y la industria emergente de la perovskita para mejorar la reproducibilidad y reducir el tiempo de comercialización”.
“Nuestra generación tiene la obligación de trabajar en colaboración en la lucha contra el cambio climático”, dice Skylar Bagdon, director ejecutivo de Verde Technologies, que recibió el premio American-Made Perovskite Startup. «A lo largo de este centro, Verde hará todo lo que esté a su alcance para ayudar a este brillante equipo a llevar los avances de la escala de laboratorio al mundo donde puedan tener un impacto».
Varios de los socios académicos se hicieron eco de la importancia del esfuerzo conjunto entre la academia y la industria. Barry Rand, profesor de ingeniería eléctrica e informática en el Centro Andlinger de Energía y Medio Ambiente de la Universidad de Princeton, destacó la intersección del conocimiento científico y la conciencia del mercado. “Comprender cómo la química afecta las películas y las interfaces nos permitirá codiseñar la estabilidad y el rendimiento”, dice. «El centro acelerará esta ciencia inspirada en el uso, con una estrecha orientación de nuestros clientes finales, los socios de la industria».
Un recurso clave para el centro será MIT.nano, un centro de investigación de 200 000 pies cuadrados ubicado en el corazón del campus. El director de MIT.nano Vladimir Bulović, Fariborz Maseeh (1990) Profesor de Tecnologías Emergentes, dice que visualiza a MIT.nano como un centro para socios industriales y académicos, que facilita el desarrollo y la transferencia de tecnología a través de un espacio de laboratorio compartido, equipos de acceso abierto e intelectual simplificado. marcos de propiedad.
“El MIT tiene un historial de innovación revolucionaria en el uso de materiales de perovskita para aplicaciones solares”, dice Bulović. «Estamos emocionados de ayudar a construir sobre esta historia anclando ADDEPT en MIT.nano y trabajando para ayudar a la nación a avanzar en el futuro de estos materiales prometedores».
El MIT fue seleccionado para el programa de financiación fotovoltaica (PV) del año fiscal 2022 de SETO, un esfuerzo para reducir los costos y las vulnerabilidades de la cadena de suministro, desarrollar aún más tecnologías solares sostenibles y reciclables, y avanzar las tecnologías de perovskita fotovoltaica hacia la comercialización. ADDEPT es un proyecto que abordará la durabilidad de la perovskita, lo que extenderá la vida útil del módulo. El objetivo principal de estos proyectos es reducir el costo nivelado de la electricidad producida por PV.
Los grupos de investigación involucrados en el proyecto ADDEPT en el MIT incluyen el Laboratorio de Materiales Acelerados para la Sostenibilidad (AMLS) de Buonassisi, el Laboratorio de Electrónica Orgánica y Nanoestructurada (ONE) de Bulović y el grupo Bawendi dirigido por el profesor Lester Wolfe en química Moungi Bawendi. Jeremiah Mwaura, investigador de ONE Lab, también está trabajando en el proyecto.
