日均2000種！利用AI模型生成鈣鈦礦配方，鈣鈦礦產業化再加速

作為第三代太陽能電池及新型太陽能電池的重點研發方向之一，鈣鈦礦電池的大規模產業化、產品良率及可靠性提升一直是學術界和企業界的攻關重點。

雖然在實驗室環境中，鈣鈦礦光伏電池的轉換效率屢次突破記錄，但在實際的生產環境中卻常常難以復制。針對這一問題，澳大利亞科學家利用AI技術為鈣鈦礦產業化提供了新思路。

近日，澳大利亞皇家墨爾本理工大學（RMIT）、莫納什大學和澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的研究人員取得了一項重大突破，成功開發出一種新的機器學習模型，大幅提升新型鈣鈦礦電池的性能測試速度、制備速度，同時降低錯誤率，在數周時間內完成新的鈣鈦礦電池的制造、復制和測試工作。

研究人員表示，找到具有最佳效率、成本優勢和耐久性的鈣鈦礦電池制備材料及配方是一件十分耗時的工作，常常要花費數年，難度堪比大海撈針。但使用機器學習模型可以快速實現新配方的創新與測試。該模型基于16個由AI創造的全新鈣鈦礦光伏電池，研究團隊用此模型預測了256種不同鈣鈦礦電池配方的性能。

該團隊于全球首次制造出了具有16.9%效率的可復制的鈣鈦礦太陽能電池，這是迄今為止在無人力介入情況下制造的最佳效果。在莫納什大學數百萬美金投資的自動化電池生產項目的加持下，該模型預計將能夠預測海量的新型鈣鈦礦電池配方。

RMIT大學的Meftahi博士指出，有了這個自動化生產項目，研究團隊將能夠每天生產2000個各不相同的光伏電池。“很快，我們將能夠預測數百萬不同電池配方的性能”，她說。

她還提到，除了預測鈣鈦礦電池的性能，這一模型和自動化生產系統在未來可能也能夠測試不同硅基電池和有機電池的性能。（來源：全球光伏）

【商業化規模的鈣鈦礦生產可行性研究】

來自德國馬爾堡菲利普大學、弗勞恩霍夫太陽能系統研究所（ISE）、弗勞恩霍夫材料回收與資源戰略研究所（IWKS）、波茨坦氣候影響研究所和瑞典烏普薩拉大學的研究人員研究了是否有足夠的材料來支持生產太瓦級的鈣鈦礦光伏組件，從而為減緩氣候變化做出重大貢獻的問題。

科學家們評估了太瓦規模的鈣鈦礦光伏生產對材料的需求，確定了每種材料的潛在供應風險，并得出了進一步設備優化和材料研究的指導方針。該研究基于未來太瓦規模的鈣鈦礦光伏生產模型，該模型與用于鈣鈦礦生產的最相關材料的清單相結合。研究小組考慮了兩個供應關鍵因素，即礦物的開采能力和合成材料的生產能力。

研究小組發現，目前用于鈣鈦礦研究的大多數材料可能與供應風險無關，不過仍然需要找到一些常用材料的替代品。與之前的研究一致，研究人員發現迫切需要替代透明電極中常用的金屬銦。此外，與以前的研究不同的是，許多鈣鈦礦合金中使用的銫存在較高的供應鏈風險。

同時，用于包覆鈣鈦礦層的鹵化物和適用于工業生產的有機溶劑的生產需要適度放大。除PEDOT:PSS 外，目前使用的有機空穴傳輸材料（HTMs）只有在目前的材料合成規模能夠擴大1萬倍以上的情況下，才勉強滿足太瓦級鈣鈦礦光伏生產。研究人員還發現，對于大多數有機HTL而言，探索能夠實現工業升級的合成路線至關重要。

這項研究表明，除了提高效率和穩定性，鈣鈦礦光伏技術的商業化應用還需要考慮可持續材料選擇和可回收設計。（來源：鈣鈦光能）