Ingeniører ved University of California San Diego bruger en supercomputer til at designe materialer med udsigt til at forbedre solceller og LED'er - at finde 13 af de tidligere og 23 af sidstnævnte
Kandidatmaterialerne, typer af hybridhalogenid-halvleder, ville være stabile og udvise fremragende optoelektroniske egenskaber.
De har en uorganisk ramme, der rummer organiske kationer og viser materialegenskaber, der ikke findes i organiske eller uorganiske materialer alene, ifølge UCSD, der påpeger, at hybridhalogen perovskites - de lovende solcellematerialer er en underklasse af denne gruppe - men viser sig vanskeligt at stabilisere aganistens atmosfæriske skader, og mange indeholder Pb.
Projektets mål er at finde stabile Pb-fri solopto-halvledere.
"Vi ser forbi perovskite strukturer for at finde et nyt rum til at designe hybrid halvledermaterialer til optoelektronik," siger professor Kesong Yang.
Holdet startede med at søge AFLOW og The Materials Project kvantematerialedatabaser, der analyserede forbindelser, der kemisk lignede Pb-halide perovskites - at finde 24 strukturer til brug som skabeloner til dannelse af hybridorganiske uorganiske materialer.
Udførelse af kvantemekanikberegninger på disse skabte 4.507 hypotetiske hybridhalogenidforbindelser.
Data mining og data screening på denne hypotetiske ressource, sagde universitetet, var det, der identificerede 13 kandidater til solcellematerialer og 23 kandidater til LED'er.
Det tog flere år at udvikle en komplet software ramme udstyret med data generation, data mining og data screening algoritmer til hybrid halide materialer og sagde universitetet en stor indsats for at gøre software rammen arbejde med den software, der anvendes til high-throughput beregninger. "En gennemgribende undersøgelse af organisk uorganiske hybridmaterialer er ikke trivielt," sagde Yang.
Den samme tilgang vil nu blive anvendt på andre krystalstrukturer, der søger bedre solcelle- og LED-materialer og ved hjælp af nye data-mining moduler, funktionelle materialer til spintronics.
Projektet anvendte UCSDs Comet-computer, og arbejdet er beskrevet i ' Højt gennemløbsberegning af organiske uorganiske hybridhalogenid-halvledere ud over perovskites til optoelektronik ' i tidsskriftet Energy & Environmental Science.
