Engineers Enlist AI to Help Scale up Advanced Solar Cell Manufacturing

協助鈣鈦礦太陽能電池量產的 AI 模型

近年來全球產業逐步往 2050 淨零碳排發展,為了達成此目的,追求能量轉換效率更高的太陽能材料是首要目標,鈣鈦礦太陽能電池被公認是未來能提供更高能量轉換效率的材料。目前在實驗室中能達到 25% 以上的能量轉換效率,但鈣鈦礦材料在實驗室開發都使用旋塗技術,不適用於大規模製造。MIT 機械工程學系 Tonio Buonassisi 教授與 Stanford 大學材料工程學系 Reinhold Dauskardt 教授,利用噴墨製造工藝並結合機器學習模型,成功製造能量轉換效率高達 18.5% 的鈣鈦礦太陽能電池。

研究指出,在利用噴墨製造工藝的生產過程中,有數十種參數會影響能量轉換效率,包含起始材料的組成、溫度、濕度、加工路徑的速度等,因此研究團隊引入機器學習模型來優化參數。模型使用貝葉斯優化 (Bayesian Optimization) ,成功引入外部資訊,包含人類經驗或外部的實驗數據,以增加迭代效率。此研究發表於 Joule 期刊,並獲得美國能源部、麻省理工學院能源計劃、美國國家科學基金會計劃和 SMART 計劃的支持。


撰寫:孔慶愷 (2022 經理人 – 國立陽明交通大學電子物理學系)

指導:林曜宇 (2011 Epoch School 校友)