روبوت وتعلّم آلي يساعدان في بناء خلية شمسية من البيروفسكايت بكفاءة 24.4%
منصة جامعة أوساكا صوّرت تكوّن الطبقات ووجدت نطاقًا مثاليًا للقطرات التي تحفّز التبلور.
باختصار
روبوت صوّر تكوّن طبقة شمسية فبلغت الكفاءة 24.4%
منصة في جامعة أوساكا تراقب تكوّن طبقات البيروفسكايت لحظيًا. وجدت نطاقًا مثاليًا للقطرات. وبلغت كفاءة الخلية المحتوية على الرصاص 24.4%.
منصة آلية في جامعة أوساكا (University of Osaka) صارت تراقب تكوّن طبقة الخلية الشمسية لحظة بلحظة، وساعدت في صنع خلية شمسية من البيروفسكايت تحتوي على الرصاص بكفاءة تحويل 24.4%. هذه النسبة تعني حصة ضوء الشمس التي تتحول إلى كهرباء.
تجمع المنصة بين الروبوتات والتعلّم الآلي والتصوير البصري السريع. وصُف العمل في ورقة بمجلة ACS Nano بعنوان "Automated Perovskite Film Fabrication with High-Resolution Data Acquisition and Machine Learning Analysis". ونُشرت التقارير عنه في 2 نوفمبر 2026.
المشكلة: طبقة سريعة وحساسة
البيروفسكايت مادة بلورية تُستخدم طبقةً ماصّة للضوء في بعض الخلايا الشمسية. تبدأ طلاءً سائلًا ثم تتحول إلى فيلم صلب بسرعة كبيرة. وتتأثر جودتها كثيرًا بتغيرات صغيرة في الحرارة والرطوبة وظروف الطلاء والتجفيف.
بسبب هذه السرعة، لا تكشف طرق التجربة والخطأ القديمة غالبًا أي متغير هو المهم.
ماذا تفعل المنصة
يربط النظام الطلاء الآلي بالتصوير البصري والقياسات البيئية. ويسجل تغيّر لون الفيلم في أقل من ثانية. ويتتبع كذلك حركة القطرات وأثرها خلال أجزاء من الثانية.
هذه القطرات مذيبات مضادة، وهي سوائل تُسقط عادةً على الطلاء الرطب لدفعه إلى التبلور. وركّز الفريق عليها. ثم ساعد التعلّم الآلي في ربط المتغيرات الكثيرة ببعضها.
النتيجة
حدّد التحليل نطاقًا مثاليًا لسلوك القطرات. وبعد تحسين عملية الطلاء بناءً عليه، صنع الفريق الخلية بكفاءة 24.4%.
قال الباحث الرئيسي ريوسوكي كادو (Ryosuke Kado) إن الهدف قياس ما يحدث أثناء تكوّن الفيلم، لا الاكتفاء بالفحص بعد التصنيع. وقال المؤلف المسؤول أكينوري ساييكي (Akinori Saeki) إن الأتمتة تتيح جمع بيانات أكثر مما يمكن يدويًا.
تخيّل كعكة يتماسك عجينها في لحظة. تصوير الفرن بعد الانتهاء لا يخبرك بشيء. هنا الكاميرا تعمل أثناء الخَبز.
لماذا يهم
يقول الفريق إن هذا النهج قد يساعد أبحاث الطاقة الشمسية على تجاوز الضبط التجريبي نحو خلايا أكثر موثوقية وعملية. الفكرة تحويل أحداث سريعة يصعب رصدها إلى بيانات مفيدة.
الحدود
لا تذكر المصادر حجم الخلية ولا ثباتها ولا كلفتها، ولا تتحدث عن إنتاج تجاري. التغطية تأتي من مواقع أخبار وصفحة ACS Nano، لا من بيان صحفي لجامعة أوساكا. وتختلف التقارير في التركيز فقط: أحدها يبرز التعلّم الآلي وآخر التصوير وتحليل القطرات. وكلها تتفق على 24.4%.