在太陽能電池的構(gòu)造中最有可能替代硅的材料之一是一種叫做鈣鈦礦的材料。然而，鈣鈦礦的最大問題之一是材料降解相對較快的趨勢。基于鈣鈦礦的太陽能電池的使用壽命從幾分鐘逐漸提高到幾個(gè)月，但這遠(yuǎn)不如硅太陽能電池板可以持續(xù)幾十年。

由麻省理工學(xué)院科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新方法來縮小對長效鈣鈦礦配方最佳候選物的搜索范圍。由于存在大量潛在組合，這是一個(gè)挑戰(zhàn)。該系統(tǒng)允許研究人員將實(shí)驗(yàn)室中的一種成分歸零，該成分在現(xiàn)有版本的基于鈣鈦礦的太陽能電池上提高了 10 倍。

新配方在真實(shí)條件下進(jìn)行了全太陽能電池級別的測試，而不僅僅是實(shí)驗(yàn)室樣品。鈣鈦礦配方的性能比當(dāng)前最先進(jìn)的配方好三倍。鈣鈦礦是一大類材料，其特征在于原子在其層狀晶格中的排列方式。材料內(nèi)部的層按照慣例被描述為 A、B 和 X，每層都由各種原子或化合物組成。

研究人員需要搜索大量組合，以找到最有可能為源材料提供壽命、效率、可制造性和可用性的組合。該項(xiàng)目的一位科學(xué)家說，你甚至必須考慮三種元素，人們進(jìn)出的鈣鈦礦中最常見的元素位于鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的 A 側(cè)。元素可以在相對組成中以 1% 的增量變化，并且步驟的數(shù)量變得荒謬。

該團(tuán)隊(duì)使用數(shù)據(jù)融合方法。它是一種迭代方法，使用自動(dòng)化系統(tǒng)來指導(dǎo)各種配方的生產(chǎn)和測試。該系統(tǒng)使用機(jī)器學(xué)習(xí)來檢查這些測試的結(jié)果，并結(jié)合第一性原理物理建模來指導(dǎo)下一輪實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)每次都會重復(fù)該過程并優(yōu)化結(jié)果。