Die Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellentechnologie ist ein echter Hingucker, aber im Grunde handelt es sich dabei um Perowskit-Kristalle, die auf Siliziumzellen geschichtet sind. Die Kombination fängt Sonnenenergie effizienter ein als herkömmliche Siliziumzellen und schafft so leistungsstarke Solarmodule. Das hört sich einfach an, aber der Entwurf einer effizienten Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle ist aufgrund ihrer mehrschichtigen Architektur nicht einfach. Ein in Singapur ansässiges Unternehmen rief an Kosmos-Innovation macht den Prozess effizienter, indem es KI nutzt, um das Design von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen zu optimieren, und nutzt seine Technologie, um eine selbstlernende Fabrik aufzubauen.
Cosmos ist heute mit einer Gesamtfinanzierung von 19,7 Millionen US-Dollar aus dem Stealth-Geschäft ausgestiegen, darunter eine Startrunde in Höhe von 2,88 Millionen US-Dollar aus dem Jahr 2020 und eine Serie A in Höhe von 16,8 Millionen US-Dollar von Anfang des Jahres. Die Serie A wurde von Xora Innovation geleitet, der Frühphasen-Deep-Tech-Investitionsplattform von Temasek. Zu den Teilnehmern gehörten Innovation Endeavors, das von Eric Schmidt mitbegründete Venture-Unternehmen; Zwei Sigma Ventures; Demis Hassabis, CEO von DeepMind; MIT-Professor Tomaso Poggio; Richard Socher, Forscher zur Verarbeitung natürlicher Sprache, CEO von You.com und geschäftsführender Gesellschafter von AIX Ventures; und westliche Technologieinvestitionen.
Cosmos setzt auf Mobius, seine Plattform zur KI-Rezeptoptimierung, um die Entwicklung seiner Solarzellen zu beschleunigen. Mobius wurde von Cosmos entwickelt und wird in Bereichen wie Solar, Siliziumkarbid, fortschrittlichen Rechenzentrumschips und fortschrittlichen Verpackungen eingesetzt. Dies ist der Schlüssel zum Ziel von Cosmos, die weltweit erste selbstlernende Fabrik im Solar- und Halbleiterbereich zu schaffen. Anstelle manueller, auf Versuch und Irrtum basierender Prozesse nutzt Mobius KI, um die experimentelle Design-, Test- und Iterationsschleife von Halbleitern zu beschleunigen.
Das Startup wurde 2020 von CEO Vijay Chandrasekhar und CTO Joel Li gegründet. Vor Cosmos leitete Chandrasekhar ein KI-Projekt am Institute for Infocomm Research, Teil der Agency of Science, Technology and Research (A*STAR), wo er 150 Personen beaufsichtigte und ein Portfolio von KI-Projekten mit Schwerpunkt auf Halbleitern leitete. Li war ehemaliger Gruppenleiter am Solar Energy Research Institute of Singapore und fungierte als KI-Teamleiter bei A*STAR, wo er die Entwicklung von KI-Lösungen für Hersteller und Forschungs- und Entwicklungsinstitute leitete. Die beiden lernten sich bei A*STAR kennen.
Die Gründer von Cosmos Innovation, Joel Li und Vijay Chandrasekhar
Als sie gebeten wurden, die Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellentechnologie in Laiensprache zu erklären, sagten Chandrasekhar und Li, dass sie derzeit auf dem Markt befindliche herkömmliche Solarzellen ersetzt. Herkömmliche Solarzellen nutzen Silizium zur Lichtabsorption. Wenn Perowskit, ein in der Natur vorkommender oder künstlich hergestellter Kristall, auf Silizium geschichtet wird, fängt er verschiedene Teile des Sonnenspektrums ein. Das macht sie effizienter als herkömmliche Solarzellen.
„Die große, große Marktchance besteht darin, dass die Siliziumtechnologie an ihre grundlegenden Grenzen stößt“, sagte Chandrasekhar. „In den 2030er-Jahren liegt eine große Billionen-Dollar-Chance, und wir wollten die nächste S-Kurve im Solarbereich vorantreiben, nämlich Perowskit-Silizium-Tandem.“
Zu den Herausforderungen, die Forscher lösen müssen, bevor die Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellentechnologie kommerzialisiert werden kann, gehören laut Li die Stabilität und die Skalierung der Technologie.
Es gibt drei Hauptmarktsegmente für die Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellentechnologie. Bei den ersten handelt es sich um Paneele für Wohndächer. Dann gibt es Gewerbe- und Industrieanlagen oder Paneele, die auf Gebäuden und Lagerhallen angebracht werden. Das dritte sind Kraftwerke, die Strom erzeugen und ins Netz einspeisen. Laut den Gründern von Cosmos besteht einer der Vorteile der Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellentechnologie darin, dass sie weniger Platz beansprucht, da sie effizienter ist.
„Jedes bisschen Effizienz wird die Menge an Strom, die man erzeugen kann, massiv beeinflussen“, sagte Chandrasekhar. „Perowskit-Silizium-Tandem ist für Silizium in diesen flächenbeschränkten Anwendungen störend.“
Aufgrund der mehrschichtigen Architektur der Perowskit-Silizium-Tandem-Technologie ist das Design schwieriger und es gibt viele verschiedene Variationen. Daher müssen Forscher viel Zeit damit verbringen, das beste Rezept für maximale Zelleffizienz und -stabilität herauszufinden. Mobius soll diesen Prozess weitgehend von Rätselraten befreien und die Herstellung kostengünstiger und hocheffizienter Solarzellen durch die richtige Kombination von Materialien, Prozessen und Architektur weniger arbeitsintensiv machen.
Das Unternehmen gibt an, bereits eine zehnfache Beschleunigung der Prozessrezepte sowie Verbesserungen der Zielleistung bei Top-Halbleiterunternehmen verzeichnet zu haben. Cosmos arbeitete an zehn verschiedenen Problemen mit führenden Halbleiter- und Solarunternehmen (ihre Namen können nicht bekannt gegeben werden) und Li sagt: „Wir haben immer wieder gezeigt, dass unsere KI-Technologie die Prozessoptimierung beschleunigen kann.“ Es wird für Anwendungen wie Solar-Siliziumkarbid, Front-End-Transistoren und Chiplets verwendet.
Laut Chandrasekhar ist Mobius für Cosmos der Schlüssel, um sich von Mitbewerbern im Perowskit-Silizium-Tandem-Bereich wie Oxford PV und CubicPV abzuheben, die von Bill Gates‘ Breakthrough Energy Ventures unterstützt werden.
„Derzeit gibt es ein Wettrüsten um den Aufbau dieser Technologie. „Das ist der bahnbrechendste Wandel im Solarbereich seit der Erfindung der ersten Silizium-Solarzelle in den Bell Labs vor 50 Jahren“, sagt er. „Es gibt ein Wettrüsten und einen großen Plattformwechsel, der es neuen Start-ups wie uns ermöglicht, ins Rennen zu gehen. Es gibt eine Gruppe von Perowskit-Silizium-Tandem-Startups, und natürlich prüfen auch die großen etablierten Unternehmen das.“ Chandrasekhar fügte jedoch hinzu, dass der Vorteil von Cosmos darin bestehe, dass das Unternehmen als KI-Unternehmen begann und sich dann entschied, Halbleiter der nächsten Generation zu bauen.
Die Finanzierung von Cosmos wird zur Beschleunigung seines Forschungs- und Entwicklungsprozesses verwendet. Seine Markteinführungsstrategie konzentriert sich auf seine ersten Pilotkunden und das Premium-Ende des Marktes, einschließlich bereichsbeschränkter Anwendungen. Derzeit werden erste Prototypen gebaut. Cosmos arbeitet auch an seiner selbstlernenden Fabrik, die Chandrasekhar als Mobius auf Hardwareschicht beschreibt und die bereits in Singapur läuft.
In einem Zitat über die Investition sagte Phil Inagaki, Geschäftsführer von Xora Innovation: „Cosmos Innovation hat einige der weltweit führenden Köpfe in den Bereichen KI, Halbleiterfertigung und Solarenergie zusammengebracht, um Mobius zu schaffen – die erste KI-Plattform, die eine selbstlernende Herstellung komplexer Silizium ermöglicht.“ Geräte. Die Anwendung von Mobius auf Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen verspricht, in kürzerer Zeit kostengünstigere, zuverlässigere und effizientere Module zu liefern.“