MIT zinātnieki atklāj metodi stabilu perovskitu identificēšanai

- Apr 04, 2021-

Avots: žurnāls PV


MIT Scientists Reveal Method To Identify Stable Perovskites 8


ASV pētnieki izmanto datu saplūšanas pieeju, lai noteiktu stabilākos perovskitus FE šūnām. Viņu mašīnmācīšanās metode apvieno perovskites testa rezultātus ar pirmrindu fizisko modelēšanu, lai noteiktu labākos kandidātus.


Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta zinātnieki ir ierosinājuši jaunu pieeju, lai noteiktu labākos perovskites saules bateriju pielietojumiem atkarībā no konkrētiem mērķiem, piemēram, ilgmūžības, efektivitātes un producējamības, kā arī no izejmateriālu pieejamības, ko ražotāji vēlas sasniegt.


Zinātnieki iepazīstināja ar saviem secinājumiem "Datu kodolsintēzes pieeja, lai optimizētu halogenīdu perovskitu sastāva stabilitāti", kas nesen tika publicēta izdevumā Matter. Viņi raksturoja pieeju kā fizikas ierobežotu secīgu mācīšanās sistēmu, lai identificētu stabilākos leģētos organiskos neorganiskos perovskitus.


ASV pētnieki sacīja, ka perovskites ietver plašu materiālu klāstu, kas atšķiras viens no otra ar veidu, kādā atomi ir sakārtoti to daudzslāņu kristāla režģī. Šie slāņi, kas parasti tiek aprakstīti kā A, B un X, katrs var sastāvēt no dažādiem atomiem vai savienojumiem.


"Ja ņem vērā pat tikai trīs elementus, visbiežāk sastopamie perovskitēs, ka cilvēki sub iekšā un ārā atrodas perovskites kristāla struktūras A vietā," sacīja pētnieks Tonio Buonassisi, piebilstot, ka šos elementus var mainīt par 1% palielināt to relatīvo sastāvu. "Soļu skaits kļūst tikai nejēdzīgs. Tas kļūst ļoti, ļoti liels un līdz ar to nepraktiski sistemātiski meklēt."


Ierosinātā metode, kuras pamatā ir mašīnmācīšanās, apvieno datus no dažādiem avotiem datu saplūšanas pieejā. Tā izmanto automatizētu sistēmu, lai vadītu dažādu perovskite preparātu ražošanu un testēšanu, un pēc tam apvieno rezultātus ar pirmo principu fizisko modelēšanu, lai vadītu nākamo eksperimentu kārtu. Zinātnieki atkārto šo procesu vairākas reizes, līdz rezultāti tiek precizēti.


Līdz šim grupa ir sintezēja un pārbaudīja aptuveni 2% no iespējamām kombinācijām starp trim sastāvdaļām. Zinātnieki apgalvo, ka viņi jau ir identificējuši izturīgāko formulējumu perovskites saules bateriju materiāliem līdz šim. Ar šo materiālu viņi arī safabricēja nelielu mikroshēmu un ievietoja to esošā saules baterijā, un atklāja, ka tas var palielināt ierīces stabilitāti vairāk nekā trīs reizes, neapdraudot tās jaudas pārveidošanas efektivitāti.


"Vēl viens šī darba punkts ir tas, ka mēs faktiski demonstrējam, visu ceļu no ķīmiskās atlases līdz brīdim, kad mēs faktiski beigās izgatavojam saules bateriju," sacīja pētnieks Shijing Sun. "Un tas mums saka, ka mašīnmācīšanās ieteiktā ķīmiskā viela ir ne tikai stabila savā brīvi stāvošajā formā. Tos var pārvērst arī reālās saules baterijās, un tie uzlabo uzticamību."