Ingeniører ved University of California San Diego bruker en supercomputer til å designe materialer med utsiktene til å forbedre solceller og lysdioder - å finne 13 av de tidligere og 23 av sistnevnte
Kandidatmaterialene, typer hybridhalogenhalvleder, ville være stabile og oppvise utmerkede optoelektroniske egenskaper.
De har et uorganisk rammeverk som inneholder organiske kationer og viser materialegenskaper som ikke finnes i organiske eller uorganiske materialer alene, ifølge UCSD, som påpeker at hybridhalogen perovskites - de lovende solcellematerialene er en underklasse av denne gruppen - men viser seg vanskelig å stabilisere aganistens atmosfæriske skade, og mange inneholder Pb.
Prosjektets mål er å finne stabile Pb-fri solopto-halvledere.
"Vi ser forbi perovskite strukturer for å finne et nytt rom for å designe hybrid halvledermaterialer for optoelektronikk," sa professor Kesong Yang.
Laget startet ved å søke i AFLOW- og Materials Materials-prosjektets kvantematerialedatabaser, analysere forbindelser som er kjemisk lik Pb-halide perovskites - å finne 24 strukturer for bruk som maler for generering av hybridorganisk uorganiske materialer.
Utførelse av kvantemekanikkberegninger på disse skapte 4,507 hypotetiske hybridhalogenidforbindelser.
Datautvinning og datascreening på denne hypotetiske ressursen, sa universitetet, var det som identifiserte 13 kandidater for solcellematerialer og 23 kandidater for lysdioder.
Det tok flere år å utvikle et komplett programvareverkramme utstyrt med datagenerering, datautvinning og datasikkerhetsalgoritmer for hybridhalogenidmaterialer, og sa universitetet, en stor innsats for å gjøre programvaren rammeverk med programvaren som brukes for høy gjennomstrømning beregninger. "En høy gjennomstrømningsundersøkelse av organisk uorganiske hybridmaterialer er ikke trivielt," sa Yang.
Den samme tilnærmingen kommer nå til å brukes på andre krystallstrukturer, søker bedre solcelle- og LED-materialer, og ved hjelp av nye data-mining moduler, funksjonelle materialer for spintronics.
Prosjektet brukte UCSDs Comet-datamaskin, og arbeidet er beskrevet i " High-throughput beregningsdesign av organiske uorganiske hybridhalogenid-halvledere utover perovskites for optoelektronikk " i tidsskriftet Energy & Environmental Science.
