作為第三代太陽(yáng)能電池及新型太陽(yáng)能電池的重點(diǎn)研發(fā)方向之一，鈣鈦礦電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)品良率及可靠性提升一直是學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的攻關(guān)重點(diǎn)。

雖然在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，鈣鈦礦光伏電池的轉(zhuǎn)換效率屢次突破記錄，但在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中卻常常難以復(fù)制。針對(duì)這一問(wèn)題，澳大利亞科學(xué)家利用AI技術(shù)為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化提供了新思路。

近日，澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)（RMIT）、莫納什大學(xué)和澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）的研究人員取得了一項(xiàng)重大突破，成功開(kāi)發(fā)出一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，大幅提升新型鈣鈦礦電池的性能測(cè)試速度、制備速度，同時(shí)降低錯(cuò)誤率，在數(shù)周時(shí)間內(nèi)完成新的鈣鈦礦電池的制造、復(fù)制和測(cè)試工作。

研究人員表示，找到具有最佳效率、成本優(yōu)勢(shì)和耐久性的鈣鈦礦電池制備材料及配方是一件十分耗時(shí)的工作，常常要花費(fèi)數(shù)年，難度堪比大海撈針。但使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以快速實(shí)現(xiàn)新配方的創(chuàng)新與測(cè)試。該模型基于16個(gè)由AI創(chuàng)造的全新鈣鈦礦光伏電池，研究團(tuán)隊(duì)用此模型預(yù)測(cè)了256種不同鈣鈦礦電池配方的性能。

該團(tuán)隊(duì)于全球首次制造出了具有16.9%效率的可復(fù)制的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，這是迄今為止在無(wú)人力介入情況下制造的最佳效果。在莫納什大學(xué)數(shù)百萬(wàn)美金投資的自動(dòng)化電池生產(chǎn)項(xiàng)目的加持下，該模型預(yù)計(jì)將能夠預(yù)測(cè)海量的新型鈣鈦礦電池配方。

RMIT大學(xué)的Meftahi博士指出，有了這個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)項(xiàng)目，研究團(tuán)隊(duì)將能夠每天生產(chǎn)2000個(gè)各不相同的光伏電池?！昂芸?，我們將能夠預(yù)測(cè)數(shù)百萬(wàn)不同電池配方的性能”，她說(shuō)。

她還提到，除了預(yù)測(cè)鈣鈦礦電池的性能，這一模型和自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)在未來(lái)可能也能夠測(cè)試不同硅基電池和有機(jī)電池的性能。（來(lái)源：全球光伏）

【商業(yè)化規(guī)模的鈣鈦礦生產(chǎn)可行性研究】

來(lái)自德國(guó)馬爾堡菲利普大學(xué)、弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所（ISE）、弗勞恩霍夫材料回收與資源戰(zhàn)略研究所（IWKS）、波茨坦氣候影響研究所和瑞典烏普薩拉大學(xué)的研究人員研究了是否有足夠的材料來(lái)支持生產(chǎn)太瓦級(jí)的鈣鈦礦光伏組件，從而為減緩氣候變化做出重大貢獻(xiàn)的問(wèn)題。

科學(xué)家們?cè)u(píng)估了太瓦規(guī)模的鈣鈦礦光伏生產(chǎn)對(duì)材料的需求，確定了每種材料的潛在供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，并得出了進(jìn)一步設(shè)備優(yōu)化和材料研究的指導(dǎo)方針。該研究基于未來(lái)太瓦規(guī)模的鈣鈦礦光伏生產(chǎn)模型，該模型與用于鈣鈦礦生產(chǎn)的最相關(guān)材料的清單相結(jié)合。研究小組考慮了兩個(gè)供應(yīng)關(guān)鍵因素，即礦物的開(kāi)采能力和合成材料的生產(chǎn)能力。

研究小組發(fā)現(xiàn)，目前用于鈣鈦礦研究的大多數(shù)材料可能與供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)無(wú)關(guān)，不過(guò)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(fā)現(xiàn)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(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，用于包覆鈣鈦礦層的鹵化物和適用于工業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)溶劑的生產(chǎn)需要適度放大。除PEDOT:PSS 外，目前使用的有機(jī)空穴傳輸材料（HTMs）只有在目前的材料合成規(guī)模能夠擴(kuò)大1萬(wàn)倍以上的情況下，才勉強(qiáng)滿足太瓦級(jí)鈣鈦礦光伏生產(chǎn)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于大多數(shù)有機(jī)HTL而言，探索能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)升級(jí)的合成路線至關(guān)重要。

這項(xiàng)研究表明，除了提高效率和穩(wěn)定性，鈣鈦礦光伏技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用還需要考慮可持續(xù)材料選擇和可回收設(shè)計(jì)。（來(lái)源：鈣鈦光能）