Ved at kombinere det eksperimentelle arbejde tæt med computermodellering, vil den unge talentfulde forsker Andrea Crovetto skabe en ny metode til materialeudvikling.
Metoden bygger på at tage udgangspunktet i behovet for et nyt materiale, eksempelvis til en solcelle, og derefter udvikle materialet med fokus på de ønskede egenskaber. Denne tilgang er en modsætning til at finde et nyt materiale og derefter undersøge, hvad det kan anvendes til.
Metoden har været kendt som invers design i et stykke tid, men Andrea Crovetto vil implementere den på en væsentlig anden måde end før.
”I min udgave af invers design bliver data fra eksperimenterne og computersimulering samlet i en enkelt on-demand database over materialeegenskaber,” siger Andrea Crovetto.
”Det betyder, at det næste eksperiment og den næste simulering bliver dem, der kan give os den data, vi har brug for. Data fra databasen bliver fortolket af både menneskelig og kunstig intelligens for at finde sammenhængen mellem forskellige egenskaber i forskellige materialer og hjælpe os i invers design processen.”
Det konkrete mål er at finde et nyt bæredygtigt materiale til det øverste lag af en solcelle, der mere effektivt kan omdanne solens stråler til energi end i dag. Søgeområdet består af alle materialer, som indeholder fosfor og svovl.
”Vi ved ikke særlig meget om disse materialer, selv om fosfor og svovl findes i rigelige mængder på jorden og selv om der er tegn på, at nogle af dem kunne være fremragende solcellematerialer,” siger Andrea Crovetto.
Verdensklasse forskningsinfrastruktur
Andrea Crovetto har allerede gjort sig bemærket i forskerkredse. Han fik for tre år siden tildelt et af de eftertragtede Marie Curie-stipendier, og har i år både modtaget EU’s prestigefyldte ERC Starting Grant på godt 17 millioner kr. samt en Villum Young Investigator bevilling på seks millioner kr.
De to bevillinger gør det muligt for Andrea Crovetto både at indkøbe det nødvendige eksperimentelle udstyr samt ansætte i alt seks unge ph.d.- og postdoc-forskere til at assistere sig.
Andrea Crovetto har valgt at udføre sin forskning på DTU Nanolab.
”Der er ingen tvivl om, at de forskningsfaciliteter i verdensklasse, vi kan tilbyde, har gjort det interessant for Andrea Crovetto at kigge mod Danmark og DTU, da han valgte, hvor hans forskning skal foregå i de kommende år,” siger Jörg Hübner, direktør for DTU Nanolab.
Det skyldes ikke mindst det unikke renrum på DTU Nanolab og de medfølgende muligheder for at karakterisere materialer med atomar opløsning.
”Derudover har vi både ekspertisen og forskningsinfrastrukturen til arbejdet med farlige stoffer, bl.a. at håndtere giftige gasarter. Det er et uundgåeligt redskab i state-of-the-art nanofabrikation og materialesyntese,” siger Jörg Hübner.
Udover at tilbyde de rette forskningsfaciliteter til at kunne fremstille nye materialer, besidder DTU Nanolab også den nødvendige ekspertise til at strukturere og karakterisere nye materialer.
”Vi er derfor interesseret i at opbygge et par materialeplatforme fra bunden, hvor vi så at sige ejer hele fødekæden og kan tilpasse materialet til forskellige anvendelser. Et nyt materiale af fosfor og svovl, som Andrea Crovetto arbejder med, er en interessant mulighed i den forbindelse,” siger Jörg Hübner.
Andrea Crovetto forventer, at han med sin nye forskningsmetode allerede i den første halvdel af næste år vil have det første materiale klar, der forhåbentlig kan danne grundlaget for et nyt og bedre materiale til solceller.
”Samtidig er mit mål, at hele den database, jeg indsamler i min kommende forskning, hvor vi tester en ufattelig stor mængde sammensætninger af materiale med fosfor og svovl, skal offentliggøres i slutningen af projektet. Det vil give andre forskere mulighed for at udnytte og bygge videre på vores arbejde,” siger Andrea Crovetto.
