Источник: pv журнал
Американские исследователи используют подход слияния данных для выявления наиболее стабильных перовскитов для фотоэлектрических клеток. Их метод машинного обучения сочетает в себе результаты тестов перовскита с физическим моделированием первых принципов для выявления лучших кандидатов.
Ученые из Массачусетского технологического института предложили новый подход к выявлению лучших перовскитов для применения в солнечных элементах в зависимости от конкретных целей, таких как долговечность, эффективность и производительность, а также доступность исходных материалов, которые производители стремятся достичь.
Ученые представили свои выводы в «Подходе слияния данных для оптимизации композиционной стабильности галогенидных перовскитов», который был недавно опубликован в Matter. Они описали этот подход как ограниченную физикой структуру последовательного обучения для выявления наиболее стабильных легированных органо-неорганических перовскитов.
Американские исследователи заявили, что перовскиты включают в себя широкий спектр материалов, которые отличаются друг от друга тем, как атомы расположены в их слоистой кристаллической решетке. Эти слои, которые обычно описываются как A, B и X, могут состоять из разных атомов или соединений.
«Если вы рассмотрите даже всего три элемента, наиболее распространенные в перовскитах, которые люди подходят и выходят, находятся на участке А кристаллической структуры перовскита», — сказал исследователь Тонио Буонассиси, добавив, что эти элементы могут быть изменены на 1% увеличением их относительного состава. «Количество шагов становится просто нелепым. Он становится очень, очень большим и, следовательно, непрактичным для систематического поиска».
Предлагаемый метод, основанный на машинном обучении, объединяет данные из разных источников в подходе слияния данных. Он использует автоматизированную систему для руководства производством и тестированием ряда перовскитных составов, а затем объединяет результаты с физическим моделированием на первых принципах, чтобы направлять следующий раунд экспериментов. Ученые повторяют этот процесс несколько раз, пока результаты не будут уточнены.
До сих пор группа синтезировала и протестировала около 2% возможных комбинаций между тремя компонентами. Ученые утверждают, что они уже определили самую прочную формулу для перовскитных материалов солнечных элементов на сегодняшний день. С помощью этого материала они также изготовили небольшой чип и поместили его в существующий солнечный элемент и обнаружили, что он может увеличить стабильность устройства более чем в три раза, без ущерба для его эффективности преобразования энергии.
«Еще один момент этой работы заключается в том, что мы на самом деле демонстрируем, от химического отбора до того, как мы фактически сделаем солнечный элемент в конце, — сказал исследователь Шицзин Сун. — И это говорит нам, что химическое вещество, предложенное машинным обучением, не только стабильно в своей собственной отдельно стоящей форме. Они также могут быть переведены в реальные солнечные элементы, и они приводят к повышению надежности».
