理麻豆视数理讲坛（2018年第32讲）
报告题目：新型钙钛矿材料的筛选：从经验规律到人工智能
报告人： 尹万健 教授（苏州大学）
报告时间：6月29日 （星期五）14:00-15:00
报告地点：理北116会议室
报告摘要：
稳定性是钙钛矿太阳能电池产业化的最后一道瓶颈，是当前该研究领域的关键科学问题。尽管如此，在过去的一个世纪里，对钙钛矿稳定性的认识仍然停留在以结构容忍因子(tolerance factor)为代表的人类经验规律。
本报告将汇报我们最近一年来在钙钛矿结构稳定性方面的研究进展。我们首先通过第一性原理，采用高通量计算了138种钙钛矿材料的分解能。我们发现稳定性与结构容忍因子t的关联性不强，并进一步依据Pauling第一法则引入八面体因子μ 和材料堆积比η，构造出新的稳定性descriptor (μ+ t)η，该descriptor与热力学稳定性线性相关。作为稳定稳定性descriptor，(μ+ t)η 对任何两个钙钛矿之间的相对稳定性预测准确度接近90％，大大高于结构容忍因子的70% [1-3]。
我们进一步结合机器学习和第一性原理计算方法，提出了比经验规律更加准确的钙钛矿稳定性判断策略。我们首先计算354种卤化物钙钛矿的分解能，建立分解能和组分离子半径之间的机器学习模型，进一步将相对稳定性预测准确度提高到95％，并据此模型研究了14190种卤化物双钙钛矿的稳定性。机器学习结果准确确定了200多种稀土金属卤化物钙钛矿的稳定性，并进一步提出了改善混合钙钛矿稳定性的元素成分和浓度配比的实验建议[4]。
[1] Qingde Sun, Wan-Jian Yin*, JACS 139, 14905-14908 (2017)
[2] Fazel Shojaei, Wan-Jian Yin*, JPCC accepted (2018)
[3] Qingde Sun, Jing Wang, Wan-Jian Yin*, Yanfa Yan*, Adv. Mater. 30, 1705901 (2018)
[4] Zhenzhu Li, Qichen Xu, Qingde Sun, Zhufeng Hou, Wan-Jian Yin*, preprint arXiv:1803.06042.
报告人简介：
尹万健，苏州大学能源麻豆视、能源与材料创新研究院教授，2000年至2009年在复旦大学物理系分别取得物理学学士和博士学位。2009年至2015年在美国可再生能源国家实验室、托莱多大学担任博士后和研究助理教授。2015年回到苏州大学工作至今。获江苏省“双创人才”、苏州市紧缺人才称号。主持国家自然科学面上与青年项目、江苏省科学基金项目，参与国家重点研发计划项目。
主要从事太阳能材料物性的计算研究，在钙钛矿太阳能材料，太阳能光解水材料，半导体缺陷物理等方面做出了系列原创性工作，发表论文70余篇，第一或通讯作者包括PRL, JACS, Adv. Mater.等著名期刊。论文被引用4000余次。其中揭示钙钛矿材料缺陷性质的工作是APL 2010年以来引用数最高的工作（~800次），成为该领域经典工作之一。