Гибридные перовскиты — перспективный материал для солнечных батарей, но они легко разрушаются влагой. Чтобы защитить их поверхность, наносят специальные молекулы, словно заплатки на прохудившуюся ткань. Одна заплатка лежит гладко и не пропускает воду. Но стоит нашить много таких заплаток друг на друга, они топорщатся, образуют щели, и защита перестаёт работать. Похожий эффект учёные обнаружили и в солнечных элементах: при избытке защитных молекул те начинают мешать друг другу, нарушая структуру кристалла и снижая стабильность.

Понять детали помогло машинное обучение. Исследователи из Оксфорда создали программу, которая предсказывает поведение атомов. Её обучили на множестве примеров, а затем точнее настроили на конкретные защитные молекулы, содержащие кремний, углерод, кислород и водород. Численное моделирование показало: когда молекул становится слишком много, они меняют положение и деформируют окружающие атомы. Так возникает парадокс: дополнительная защита оборачивается вредом.

Для расчёта поведения всего одной молекулы потребовалось смоделировать более трёх тысяч атомов — целый нанокристалл, видимый лишь в электронный микроскоп. Это знание позволит точнее подбирать состав защитных покрытий без долгих экспериментов.