本网讯 (通讯员 刘一鸣 马国贞)近日，三峡大学太阳能应用功能材料与技术研究团队在太阳能综合利用材料领域取得了系列重要进展，创新成果分别刊登在国际顶级期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《纳米能源》（Nano Energy）、《ACS Applied Materials & Interface》及《Composites Science and Technology》等JCR一区及TOP期刊上。
作为第三代最有希望商业化的光伏电池,钙钛矿电池受到了学术界和产业界的极大关注。其转换效率在不到10年的时间里提升到了25.7%，稳定性也在快速提升。但由于钙钛矿电池是由多种材料组成的复杂系统（器件），其属性（电学性能，稳定性，毒性）容易受到多种不同尺度和性质因素的影响，传统材料和器件的研发过程只能依靠不断的试错实验和研究人员的经验及知识储备。为了克服这种缺陷，谭新玉和严文生两位教授密切合作，独辟蹊径，根据机器学习算法的预测，将人工智能技术应用在高性能钙钛矿太阳能电池设计、制备和产业化上。成果“Machine learning for perovskite solar cells and component materials: key technologies and prospects”（DOI:10.1002/adfm.202214271），发表在国际顶级期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials, IF=19.924）上。该成果第一作者，团队博士生刘一鸣提出的解构方法对67篇文献中所使用的机器学习技术进行解剖，得到了机器学习在钙钛矿太阳能电池和材料中的标准结合步骤和里程碑式研究结果。相关研究可以缩短钙钛矿电池研发周期，加速产业化进程。目前，团队已经使用机器学习技术对钙钛矿材料带隙和钙钛矿太阳能电池光伏参数进行预测和解释，并取得了一系列其他高水平成果，如《纳米能源》（Nano energy，IF=19.924，99 (2022) 107394），《太阳能RRL》（Sol. RRL, IF=9.173，2022, 2101100），《Organic Electronics》101, 106426 (2022)。
图1.应用于钙钛矿太阳能电池及其材料设计中的五类关键机器学习技术
图2.机器学习算法应用于开发高效未知钙钛矿电池工作原理
另外，团队在围绕太阳能辐射制冷节能材料方面也取得了系列进展。博士生齐贵广在《ACS Applied Materials & Interface》（JCR一区TOP期刊，IF=10.383)上发表学术论文《Ordered-Porous-Array Polymethyl Methacrylate Films for Radiative Cooling》(2022(14)27,31277)。硕士生在《Composites Science and Technology》（JCR一区TOP期刊，复合材料类顶刊）上发表学术论文《Facile and environmentally-friendly fabrication of robust composite film with superhydrophobicity and radiative cooling property》( 2022P(230),109750）。该系列研究，成功实现了制冷薄膜材料的研发及日间零能量投入的清洁制冷。在不消耗任何能源的条件下降低温度，降温幅度超过18℃以上。可广泛应用于建筑屋顶、外墙、电力设备等长期暴露于阳光辐照下的物体的降温。
图3.太阳能辐射制冷膜的性能和降温测试
图4. 研发降温薄膜的显著降温与可能应用
上述系列论文是围绕清洁能源节能技术领域的重要研究成果，相关研究对我国双碳战略下新能源及节能技术的开发与利用具有指导意义，为改善日益增长的能源消耗及越来越热的气候环境提供了可行性措施。
团队介绍：
谭新玉，二级教授，博士生导师。材料与化工学院党委副书记、院长，宜昌市第七届人大常委会委员。历任三峡大学新能源研究院副院长，科技处副处长、处长，国防科学研究院院长等职务。华中科技大学硕士、博士，清华大学博士后，中国电机工程学会理论电工专业委员会委员，国家公派美国密西根大学访问学者。三峡大学新能源领域学术带头人。主要研究领域为光电子材料、太阳能电池等绿色能源材料制备及应用关键技术。先后主持完成有国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等项目二十余项。在国内外权威学术期刊《Nature》、《Nano energy 》等上发表SCI 、EI论文200余篇，引用2000余次，获湖北省科技奖励四项。其团队获得的超薄晶硅太阳能电池被新华网及世界著名光伏网等国内外百余家媒体报道，是十余种国际学术刊物的审稿人。2015年受湖北省政府表彰并获得“湖北省优秀博士后”荣誉称号，2020年获得湖北省百名女性科技创新人才称号。
