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機器學(xué)習(xí)幫助研究人員開發(fā)出接近創(chuàng)紀(jì)錄效率的鈣鈦礦太陽能電池

2024-12-22 11:29  瀏覽:  

一個國際科學(xué)家團(tuán)隊利用機器學(xué)習(xí)來幫助他們開發(fā)出接近創(chuàng)紀(jì)錄效率的鈣鈦礦太陽能電池。在發(fā)表于《科學(xué)》雜志的論文中,該團(tuán)隊描述了他們?nèi)绾卫脵C器學(xué)習(xí)算法來幫助他們找到新的空穴傳輸材料,以提高鈣鈦礦太陽能電池的效率。

目前,太陽能電池的一部分稱為空穴傳輸層。其目的是傳輸半導(dǎo)體吸收光子后由穩(wěn)定電子產(chǎn)生的電子空穴對。這種傳輸?shù)挠行詫μ柲茈姵氐男势鹬匾饔?mdash;—其有效性與制造太陽能電池的材料直接相關(guān)。

到目前為止,很少有材料可以用于商業(yè)用途。研究人員指出,所有這些都是通過對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的實驗發(fā)現(xiàn)的,而不是應(yīng)用對它們工作原理的基本理解。在這項新的努力中,研究團(tuán)隊采取了一種新方法,利用機器學(xué)習(xí)來尋找一種新的有效材料。

機器學(xué)習(xí)算法使用從超過一百萬個候選分子數(shù)據(jù)集中選出的 101 個分子來執(zhí)行。測試太陽能電池使用合成材料制造,其結(jié)果用作人工智能的訓(xùn)練材料。然后要求算法提出有希望的新材料候選者——它回答了它能找到的 24 個最有希望的候選者。

隨后,研究團(tuán)隊合成了候選材料,并將其放入太陽能電池中進(jìn)行測試。經(jīng)過幾輪測試,研究團(tuán)隊確定了一種空穴傳輸材料,最終構(gòu)建了效率高達(dá) 26.2% 的鈣鈦礦太陽能電池。研究團(tuán)隊指出,此類電池的最高效率為 26.7%,這意味著他們的努力已經(jīng)非常接近提高此類電池的邊界效率。

研究人員指出,在測試過程中,他們生產(chǎn)出了幾種接近最有效的材料,這表明他們的方法可以用來生產(chǎn)更多的候選材料,其中一些可能能夠進(jìn)一步提高效率。

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