Солнечная батарея из перовскита — как молодая спортсменка: сначала показывает отличные результаты, но с возрастом устаёт. За восемь часов её характеристики заметно падают, и видимых причин вроде трещин или пыли нет. Учёные взяли одну батарею и снимали показания на 0, 90, 280 и 480-й минуте жизни. Затем включили машинное обучение, чтобы по этим внешним данным восстановить, что творится внутри.

Внутри перовскита живут подвижные ионы — заряженные частицы, которые под действием света и напряжения начинают перемещаться. Их концентрация и скорость движения (коэффициент диффузии) со временем меняются, причём не по отдельности, а согласованно. Когда ионов становится много, на границах между кристаллическими зёрнами возникают дополнительные потери — там заряды рекомбинируют, то есть исчезают, не дав тока. Это как если бы в команде появились лишние игроки, которые мешают друг другу у ворот.

Такой подход — соединение симуляций и машинного обучения — позволяет заглянуть в скрытые процессы без разборки устройства. Раньше для этого пришлось бы разрушить батарею и посмотреть под микроскопом, что изменилось. Теперь можно следить за старением в реальном времени и, возможно, научиться его замедлять.

Старение перовскитных батарей — главный барьер перед их выходом на рынок. Если понять, какие именно ионы виноваты, можно подобрать добавки или изменить состав, чтобы замедлить их движение. Тогда дешёвые и гибкие солнечные панели прослужат не часы, а годы.