含鉛仍然是基于鉛基混合有機(jī)-無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化的障礙,故探索無(wú)鉛候選物并提高效率和穩(wěn)定性勢(shì)在必行。傳統(tǒng)的試錯(cuò)方法嚴(yán)重限制了無(wú)鉛候選物發(fā)現(xiàn),特別是對(duì)于大搜索空間、復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)和多目標(biāo)特性。鑒于此,2021年12月14日復(fù)旦大學(xué)詹義強(qiáng)&張浩團(tuán)隊(duì)于Advanced Science刊發(fā)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)用于高性能太陽(yáng)能電池的無(wú)鉛鈣鈦礦的研究成果。提出了一種多步多階段篩選方案,通過(guò)將機(jī)器學(xué)習(xí)與高通量計(jì)算相結(jié)合,以追求卓越的效率和熱穩(wěn)定性,以加速?gòu)拇罅亢蜻x者中發(fā)現(xiàn)有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦A2BB'X6在太陽(yáng)能電池中。經(jīng)過(guò)一系列篩選,建立了映射A2BB'X6性質(zhì)的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系,預(yù)測(cè)結(jié)果與報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近。成功地篩選出四種具有良好穩(wěn)定性、高德拜溫度和合適帶隙的實(shí)驗(yàn)可行候選物,并通過(guò)密度泛函理論計(jì)算進(jìn)一步驗(yàn)證,其中三種無(wú)鉛候選物((CH3NH3)2AgGaBr6、(CH3NH3)2AgInBr6和(C2NH6)2AgInBr6的預(yù)測(cè)效率達(dá)到 20.6%、19.9% 和 27.6%,原因是從UVC到IRC的超寬帶吸收區(qū),激子輻射結(jié)合率低至10ps,三種無(wú)鉛候選物計(jì)算的熱導(dǎo)率分別為 5.04、4.39 和 5.16 Wm-1K-1,德拜溫度大于 500 K,有利于抑制非輻射復(fù)合和熱誘導(dǎo)的降解。
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