Källa: pv magazine
Amerikanska forskare använder en datafusionsmetod för att identifiera de mest stabila perovskiterna för PV-celler. Deras maskininlärningsmetod kombinerar testresultat från perovskite med fysiska modeller för första principer för att identifiera de bästa kandidaterna.
Forskare vid Massachusetts Institute of Technology har föreslagit ett nytt tillvägagångssätt för att identifiera de bästa perovskiterna för solcellstillämpningar, beroende på specifika mål som livslängd, effektivitet och produktionsbarhet, samt tillgången på källmaterial som tillverkarna strävar efter att uppnå.
Forskarna presenterade sina resultat i ”En datafusionsmetod för att optimera sammansättningsstabiliteten hos halogenidperovskiter”, som nyligen publicerades i Matter. De beskrev tillvägagångssättet som en fysiskt begränsad sekventiell inlärningsram för att identifiera de mest stabila legerade organiska-oorganiska perovskiterna.
De amerikanska forskarna sa att perovskiter innehåller ett brett utbud av material som skiljer sig från varandra genom det sätt på vilket atomer är ordnade i deras skiktade kristallgitter. Dessa skikt, som vanligtvis beskrivs som A, B och X, kan var och en bestå av olika atomer eller föreningar.
"Om man bara tänker på bara tre element, är de vanligaste i perovskiter som människor går in och ut på A-platsen för perovskitkristallstrukturen", säger forskaren Tonio Buonassisi och tillade att dessa element kan varieras med en 1% ökning i deras relativa sammansättning. ”Antalet steg blir bara förödande. Det blir väldigt, väldigt stort och därmed opraktiskt att söka igenom systematiskt. ”
Den föreslagna metoden, som baseras på maskininlärning, kombinerar data från olika källor i en datafusionsmetod. Den använder ett automatiserat system för att styra produktion och testning av en rad perovskite-formuleringar och kombinerar sedan resultaten med första principer fysisk modellering, för att styra nästa experimentomgång. Forskarna upprepar denna process flera gånger tills resultaten förfinats.
Hittills har gruppen syntetiserat och testat cirka 2% av de möjliga kombinationerna mellan tre komponenter. Forskarna hävdar att de redan har identifierat den mest hållbara formuleringen för perovskite solcellsmaterial hittills. Med detta material tillverkade de också ett litet chip och placerade det i en befintlig solcell och upptäckte att det kan öka enhetens stabilitet mer än tre gånger, utan att kompromissa med dess effektivitet för effektomvandling.
"En annan poäng i detta arbete är att vi faktiskt demonstrerar, hela vägen från det kemiska urvalet tills vi faktiskt gör en solcell till slut", säger forskaren Shijing Sun. ”Och det berättar för oss att den keminlärningsföreslagna kemikalien inte bara är stabil i sin egen fristående form. De kan också översättas till verkliga solceller, och de leder till förbättrad tillförlitlighet. ”
