数值工具有潜力加速混合有机 - 无机卤化物钙钛矿(HOIP)太阳能电池的开发。在本研究中,我们开发了一种机器学习(ML)方法,能够准确预测 3D/2D 结构(FAMA)Pb (IBr)₃/OABr HOIP 太阳能电池在 AM1.5 光照下的电流 - 电压行为。
通过
麻省理工学院Vladimir Bulovic等人
使用 368 个器件的测量响应,训练了一个神经网络(NN),其输入为 HOIP 薄膜的三个光学特性(透射率、光谱分辨光致发光和时间分辨光致发光),以预测太阳能电池的开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)和填充因子(FF)。该模型对 95% 的 Voc、Jsc 和 FF 预测的准确率分别为 91%、94% 和 89%,决定系数(R²)分别为 0.47、0.77 和 0.58。通过将 ML 预测与从测量的 HOIP 薄膜光学特性中提取的物理参数联系起来,我们确定了影响预测结果的关键因素。
此外,还开发了单独的 ML 分类算法,使用相同的光学数据以 > 90% 的准确率识别性能退化的太阳能电池。这项工作展示了一种高效、非破坏性的 HOIP 太阳能电池评估方法,有助于加速下一代钙钛矿太阳能电池的开发。
文章亮点总结
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高精度预测:
通过机器学习模型,能够以 91%、94% 和 89% 的准确率分别预测 Voc、Jsc 和 FF,显著提升了钙钛矿太阳能电池的性能评估效率。
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非破坏性评估:
该方法基于光学特性进行预测,无需破坏器件,为钙钛矿太阳能电池的大规模生产和质量控制提供了新思路。
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退化识别:
开发的分类算法能够以 > 90% 的准确率识别性能退化的太阳能电池,有助于及时检测和修复问题器件。
Machine Learning Prediction of Organic–Inorganic Halide Perovskite Solar Cell Performance from Optical Properties
Ruiqi Zhang, Brandon Motes, Shaun Tan, Yongli Lu, Meng-Chen Shih, Yilun Hao, Karen Yang, Shreyas Srinivasan, Moungi G. Bawendi, and Vladimir Bulović
ACS Energy Letters 0, 10
DOI: 10.1021/acsenergylett.4c03592
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.4c03592
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