麻省理工学院研究人员将注意力集中在更耐用的钙钛矿太阳能电池上

在太阳能电池的构造中最有可能替代硅的材料之一是一种叫做钙钛矿的材料。然而，钙钛矿的最大问题之一是材料降解相对较快的趋势。基于钙钛矿的太阳能电池的使用寿命从几分钟逐渐提高到几个月，但这远不如硅太阳能电池板可以持续几十年。

由麻省理工学院科学家领导的一个国际研究团队开发了一种新方法来缩小对长效钙钛矿配方最佳候选物的搜索范围。由于存在大量潜在组合，这是一个挑战。该系统允许研究人员将实验室中的一种成分归零，该成分在现有版本的基于钙钛矿的太阳能电池上提高了 10 倍。

新配方在真实条件下进行了全太阳能电池级别的测试，而不仅仅是实验室样品。钙钛矿配方的性能比当前最先进的配方好三倍。钙钛矿是一大类材料，其特征在于原子在其层状晶格中的排列方式。材料内部的层按照惯例被描述为 A、B 和 X，每层都由各种原子或化合物组成。

研究人员需要搜索大量组合，以找到最有可能为源材料提供寿命、效率、可制造性和可用性的组合。该项目的一位科学家说，你甚至必须考虑三种元素，人们进出的钙钛矿中最常见的元素位于钙钛矿晶体结构的 A 侧。元素可以在相对组成中以 1% 的增量变化，并且步骤的数量变得荒谬。

该团队使用数据融合方法。它是一种迭代方法，使用自动化系统来指导各种配方的生产和测试。该系统使用机器学习来检查这些测试的结果，并结合第一性原理物理建模来指导下一轮实验。系统每次都会重复该过程并优化结果。