钙钛矿是近年来备受欢迎的太阳能潜力材料，不少团队正孜孜不倦寻找最佳制造配方，进一步提高转换效率与延长使用寿命，最近美国麻省理工更开发出全新的流线型（Streamlined）材料制造与分析系统，除了成功将合成与分析速度加快 10 倍，也找出 2 种候选无铅钙钛矿材料，未来最佳化研究后，材料研发时间有望从 20 年缩减到 2 年以内。
钙钛矿太阳能不含钙与钛，是种采用“钙钛矿”晶体结构的材料，其制程简易、转换效率进步幅度大，许多科学家都看好该技术的发展，只不过它也并非完美无缺，高效率钙钛矿电池通常含有有毒物质“铅”，耐用性也相当低，科学家还得再继续寻找可用的钙钛矿材料。
但不同元素或化合物会有不同的效果，寻找最佳钙钛矿材料的路途可说是相当漫长与煎熬，能量转换（energy-conversion）材料开发所需的时间动辄 20 年。为此已有科学团队想借助机器学习的力量，研制出新型潜力材料，就像是先前加州大学圣地牙哥分校（UCSD）利用资料探勘比对钙钛矿特性，成功找到 13 种新型太阳能潜力材料。
机器学习确实能帮助筛选候选材料，还是得在实验室实际合成与分析化合物，有鉴于此，麻省理工科学家希望能够过自动化与人因工程，开发出可同时制造与测试材料的系统，加速实作进展，机械工程教授 Tonio Buonassisi 表示，团队目标是将能量转换材料的开发时间缩短到 2 年以内。
在实验中，团队首先将材料沉积在基板上，形成薄膜之后再用 X 射线衍射法观察材料结构，记录晶体结构中原子排列，之后透过卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）训练电脑辨识并帮助分类，Buonassisi 指出，过去光是分类步骤就要花费 3 到 5 小时，但透过机器学习，只要 5 分半就能搞定，而且准确性也高达 90%。
因此团队在系统初步试验中，还能在过去十分之一的时间内研究多达 75 种钙钛矿配方，最后更发现 2 种潜力相当高的无铅钙钛矿材料，或许有助于开发高效太阳能电池。未来团队进一步最佳化系统后，或许还可以将材料处理速度提高 10 倍到 100 倍，Buonassisi 表示，借由最新的自动化技术，希望能进一步降低太阳能成本，盼最终可以降至每 KWh 0.02 美元。
目前研究已发表在《Joule》。
- How to speed up the discovery of new solar cell materials
（首图来源：Flickr/ESA_events CC BY 2.0）
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