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太阳能电池柔性到能穿身上?科学家用AI模拟出科幻太阳能材料

Science科学说 2025-09-28 15:02 发文

“要是手机壳晒两分钟太阳就能撑一整天,那该多好。”——这听起来像科幻,但瑞典查尔姆斯理工大学的团队已经摸到门道。他们盯上的,是被称为“最会吸光”的卤化物钙钛矿,尤其是里头最娇贵的一员:甲脒铅碘。

一块晶体,两种脾气

甲脒铅碘的光电性能堪称顶级,却有个臭脾气:一降温就“变脸”,晶体结构乱套,效率跟着跳水。过去科学家只能靠猜,现在他们把电脑模拟和机器学习捆在一起,给这块晶体做了一次“全身体检”。

模拟结果让人惊喜:当温度降到零下两百摄氏度,甲脒分子会卡在一种“半稳定”姿势里,像人被按了暂停键。正是这个姿势,决定了材料在常温下的稳定性。搞清楚这一步,就等于拿到了“驯服”钙钛矿的钥匙。

电脑里跑出百万原子

做这种模拟原本极烧钱——普通电脑跑几百个原子就卡死。团队把传统算法喂给机器学习模型,让它先学会“猜”,再让超算去“验证”。于是模拟时长从几纳秒拉到微秒级,原子数从几百飙到上百万,实验室冷冻实验和屏幕里的原子舞蹈对上了拍子。

主导这项工作的JuliaWiktor说:“几年前我们还不敢问的问题,现在能直接算出来。”

从屋顶到手机壳

卤化物钙钛矿可以做成几微米厚的薄膜,卷起来像锡纸。一旦稳定性过关,未来的建筑外墙、车顶、甚至帐篷都能变发电机。国际能源署预测,25年后电力将占全球能源的一半以上,这种轻薄、便宜、可弯曲的电池,可能是补上缺口的关键拼图。

故事还没完

团队下一步准备把“暂停键”机制写成设计手册,让全世界的实验室都能调出更耐晒、更长寿的钙钛矿配方。也许再过几年,你背包上的那块布就能边走路边给自己充电。

你觉得最先被钙钛矿“攻陷”的会是手机壳、车顶,还是你家阳台?

留言聊聊,说不定下一个点子就来自你。

#钙钛矿 #太阳能 #AI材料学 #瑞典黑科技 #科学 #Science科学说 

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