SENECA Lezing 4: Ontdekking van materialen voor opkomende PV-technologieën

6 juni 2024 10:00 – 11:00
Onsite EnergyVille 2 (Thor Park 8320, 3600 Genk) en online via MS Teams
Contact: Sudhanshu Shukla – Sudhanshu.Shukla@imec.be

Deze lezing gaat door in het Engels.

Organische of perovskiet fotovoltaïsche systemen vormen een multi-objectief optimalisatieprobleem in een grote multidimensionale parameterruimte. Er is enorme vooruitgang geboekt bij het ontwikkelen van methoden om dergelijke complexe optimalisatietaken sneller op te lossen. We hebben voor beide soorten halfgeleiders aangetoond dat de combinatie van Gaussian Process Regression (GPR) en Bayesiaanse optimalisatie (BO) het meest efficiënt zijn in het voorspellen van nieuwe materialen, het identificeren van geoptimaliseerde verwerkingscondities of het uitvinden van alternatieve apparaatarchitecturen in grotere parameterruimten. Voor een ruimte met 4 dimensies (oplosmiddel, donor-acceptorverhouding, draaisnelheid, concentratie) met ongeveer 1000 variaties in een raster van 10% zijn 30 monsters voldoende om het optimum te vinden. Voor ruimtes met 5 en 6 dimensies lopen de mogelijke variaties in de miljoenen. Desondanks waren onze geautomatiseerde lijnen, die in een autonome optimalisatiemodus werkten, in staat om binnen enkele honderden seconden van experimenten globale optima te identificeren. Dat roept de vraag op of deze grote materiaalruimten ook de belofte inhouden voor ontdekkingen. We hebben het BO-concept uitgebreid naar de ontdekking van nieuwe moleculen die geïntegreerd kunnen worden in de optimalisatiecyclus van apparaten. De onderzoekscampagne vond moleculaire halfgeleiders die nog niet eerder gepubliceerd waren, maar die prestatiewaarden opleverden die de huidige state-of-the-art materialen overtroffen.

Over de spreker

Christoph J. Brabec behaalde zijn PhD (1995) in Fysische Chemie aan de Universiteit Linz (Oostenrijk) en kwam voor een sabbatical bij de groep van Alan Heeger aan de UC Santa Barbara (VS). Hij begon bij de onderzoekslaboratoria van SIEMENS (projectleider) in 2001, Konarka in 2004 (CTO), Erlangen University (FAU – hoogleraar materiaalwetenschappen) in 2009, ZAE Bayern e.V. (wetenschappelijk directeur en bestuurslid) in 2010, woordvoerder van het Interdisciplinair Centrum voor Nanostructuurfilms (IZNF) in 2013 en werd directeur bij FZ Jülich (IEK-11) in 2018. In 2018 werd hij benoemd tot honorair hoogleraar aan de Rijksuniversiteit Groningen, Nederland.

Zijn onderzoeksinteresses omvatten alle aspecten van oplossingsverwerking van organische, hybride en anorganische halfgeleiders, met een sterke focus op fotovoltaïsche en hernieuwbare energiesystemen. Een belangrijke onderzoeksinteresse zijn schaalbare verwerkingstechnologieën waarmee de vorming van microstructuren in ongeordende halfgeleiders kan worden gecontroleerd. Een zeer recente activiteit onderzoekt de beperking van autonoom werkende onderzoekslijnen voor het versnellen van innovatie en uitvindingen in de materiaalkunde. Zijn gecombineerde wetenschappelijke en technologische interesses ondersteunden de spin-out van verschillende bedrijven. Hij publiceerde meer dan 1000 artikelen, waarvan meer dan 800 peer reviewed artikelen, ongeveer 100 patenten, verschillende boeken en boekhoofdstukken en ontving in totaal 100.000 citaties. Zijn h-index is meer dan 140 en Thompson Reuters HRC vermeldt hem al jaren als een hoog geciteerde onderzoeker.