研究團隊采用了一種結(jié)合物理原理與粒子群優(yōu)化(PSO)算法的綜合框架，重點分析鈣鈦礦層的厚度、涂層速度和退火溫度等因素對生產(chǎn)良率和成本的影響。科學家表示：“系統(tǒng)方法包含三個基本方面：架構(gòu)組件、制造過程優(yōu)化和部署性能評估。”通過PSO算法，他們確定了涂層速度10.00 m/min、退火溫度151.48°C及鈣鈦礦厚度0.79 μm的最優(yōu)組合，可實現(xiàn)79.9%的生產(chǎn)良率和10.3%的缺陷率。
研究還模擬了從5兆瓦試點生產(chǎn)線擴展到100兆瓦的可行性。團隊指出：“通過這個綜合分析框架，我們定量地將制造工藝參數(shù)、生產(chǎn)經(jīng)濟性和基于位置的績效指標聯(lián)系起來。”優(yōu)化后的生產(chǎn)工藝在13個月內(nèi)將良率從79.9%提升至92%，同時將制造成本降至0.387美元/瓦，預計七年后可進一步降至0.25美元/瓦。
在美國莫哈韋沙漠的測試中，鈣鈦礦-硅串聯(lián)光伏模塊的平準化能源成本(LCOE)低至0.061美元/千瓦時。研究結(jié)果已通過美國國家可再生能源實驗室(NREL)的驗證，證實了模型的可靠性?？茖W家總結(jié)道：“這項工作為經(jīng)濟高效的光伏系統(tǒng)奠定了基礎。”相關(guān)成果發(fā)表于《工程成果》雜志。
