O arquivo da área de trabalho tinha uma linha Exec que lançava um script bash. Esse script bash, por sua vez, lançou um script python que era o aplicativo principal.
A correção é alterar a linha do desktop Exec para iniciar o script python do aplicativo principal diretamente. Quando isso for feito, o painel de ativação mostrará o ícone correto identificado no arquivo da área de trabalho em todos os casos de uso: autolaunch, iniciar do terminal, localizar e iniciar no painel.