Des ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego utilisent un supercalculateur pour concevoir des matériaux susceptibles d'améliorer les cellules solaires et les DEL - ils en ont trouvé 13 et 23 autres
Les matériaux candidats, types de semi-conducteurs hybrides à base d'halogénure, seraient stables et présenteraient d'excellentes propriétés optoélectroniques.
Selon UCSD, ils ont un cadre inorganique contenant des cations organiques et montrent des propriétés matérielles que l’on ne retrouve pas dans les matériaux organiques ou inorganiques, ce qui indique que les pérovskites hybrides aux halogénures - les matériaux prometteurs pour les cellules solaires - font partie de ce groupe - mais s’avèrent difficiles à stabiliser les dommages causés par l’atmosphère, et beaucoup contiennent du Pb.
L’objectif du projet est de trouver des opto-semi-conducteurs solaires stables et sans plomb.
«Nous sommes à la recherche de structures pérovskites anciennes pour trouver un nouvel espace pour la conception de matériaux semi-conducteurs hybrides pour l'optoélectronique», a déclaré le professeur Kesong Yang.
L’équipe a commencé par effectuer une recherche dans les bases de données de matériaux quantiques AFLOW et The Materials Project, en analysant des composés chimiquement similaires aux pérovskites aux halogénures de plomb - en trouvant 24 structures à utiliser comme modèles pour la génération de matériaux hybrides organiques-inorganiques.
Les calculs de mécanique quantique sur ces 4 507 composés hypothétiques d’halogénures hybrides ont été créés.
Selon l’université, l’extraction de données et la sélection de données sur cette ressource hypothétique ont permis d’identifier 13 candidats pour les matériaux de cellules solaires et 23 candidats pour les LED.
Il a fallu plusieurs années pour développer un cadre logiciel complet doté d'algorithmes de génération de données, d'exploration de données et de filtrage de données pour les matériaux hybrides à base d'halogénures et, selon l'université, de nombreux efforts ont été déployés pour que le cadre logiciel fonctionne avec le logiciel utilisé à haut débit. calculs. "Une étude à haut débit de matériaux hybrides organiques-inorganiques n'est pas anodine", a déclaré Yang.
La même approche sera maintenant appliquée à d'autres structures cristallines, à la recherche de meilleurs matériaux pour cellules solaires et LED et, à l'aide de nouveaux modules d'exploration de données, de matériaux fonctionnels pour la spintronique.
Le projet a utilisé l'ordinateur Comet de UCSD. Les travaux sont décrits dans la section « Conception informatique à haut débit de semi-conducteurs hybrides organiques-inorganiques au-delà des pérovskites pour l'optoélectronique » dans la revue Energy & Environmental Science.
