刚才看了个报道，把二维材料这种“原子积木”拿出来堆了一下，结果拼出了个效率高达20%的太阳能电池。自然界这就好比是把乐高积木给拼凑起来的，科学家再一层层堆上去。所有原子都露在外面，让这些材料对光特别敏感，所以成了太阳能电池设计的首选。你看左边那个图就是二维材料，右边那个就是乐高积木块。 有个叫德瓦尔斯异质结的东西特别厉害。它是把两种不同的半导体垂直叠在一起，界面上形成的那个范德瓦尔异质结能把光生电子空穴对分开得特别好，还延长了载流子寿命。这东西不光带隙和迁移率都挺好，还能多吸收可见光，让激子效应更强。不过，传统的第一性原理只能算静态的东西，像激子这种动态的变化它就搞不定了。后来出现的含时密度泛函理论（TDDFT）倒是能算激发态，但因为计算太复杂，只有几十个原子的小系统能算得动，真正几千原子的大结构根本处理不了。 中国科学技术大学的团队这回用了个“ISDF+TDDFT”的加速算法，把它搬到曙光高性能平台上去跑。这就让他们第一次实现了几千原子体系的激发态模拟。算算看结果还挺让人兴奋：仅靠氢化和氟化磷烯纳米层自组装成的单结太阳能电池，理论转换效率已经突破20%，开路电压和填充因子这些关键参数也都优化好了。 还有个叫PWDFT的开源软件挺好用，它是个基于平面波基组的第一性原理工具。不管是光学性质、电学性质还是热学性质都能全尺度模拟。杂化泛函、分子动力学这些功能也都集成在一起，几分钟就能搞定几千原子的TDDFT计算。这效率比同领域的其他软件领先了不止一点点。 曙光提供的高性能计算资源像自来水一样随取随用。团队只管创新建模不用再排队等机器了。未来资源还会继续扩容，不断给量子化学、计算材料学这些高需求领域输血，推动科学发现真正落地。