Deep Learning‐Assisted Design of Novel Donor–Acceptor Combinations for Organic Photovoltaic Materials with Enhanced Efficiency

光伏系统 材料科学 能量转换效率 有机太阳能电池 接受者 深度学习 计算机科学 代表(政治) 人工神经网络 工艺工程 人工智能 聚合物 光电子学 电气工程 物理 工程类 复合材料 政治 法学 凝聚态物理 政治学
作者
Shizhao Zhang,Shuixing Li,Siqin Song,Yang Zhao,Liang Gao,Hongzheng Chen,Hanying Li,Jiaping Lin
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (4): e2407613-e2407613 被引量:33
标识
DOI:10.1002/adma.202407613
摘要

Designing donor (D) and acceptor (A) structures and discovering promising D-A combinations can effectively improve organic photovoltaic (OPV) device performance. However, to obtain excellent power conversion efficiency (PCE), the trial-and-error structural design in the infinite chemical space is time-consuming and costly. Herein, a deep learning (DL)-assisted design framework for OPV materials is proposed. To effectively digitally represent the D and A structures, a structure representation method, polymer fingerprints, is developed, and a database of OPV materials is constructed. By applying an end-to-end graph neural network modeling method, high-precision DL models for predicting OPV performance are established. After combining the existing structures, ≈0.6 million virtual D-A combinations are generated. Then, the OPV performance of these candidate combinations is predicted by the well-trained models, and numbers of novel D-A combinations with high efficiency are identified. Experimental validations confirm that the prediction accuracy is greater than 93% and one of the screened combinations (i.e., D18:BTP-S11) exhibits an efficiency above 19.3% in single-junction organic solar cells. Finally, based on the structural gene analysis, the design rules to guide experimental explorations are suggested. The developed DL-assisted approach can accelerate the design of D-A combinations with ultrahigh efficiency and bring property breakthroughs for OPV devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI6.2的应助被机智冰凡采纳,获得10
1秒前
小蘑菇的应助被机智冰凡采纳,获得10
1秒前
蓝天的应助被机智冰凡采纳,获得10
1秒前
1秒前
田様的应助被机智冰凡采纳,获得10
1秒前
1秒前
蓝天的应助被机智冰凡采纳,获得10
1秒前
大师现在发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
搜集达人的应助被kitty采纳,获得10
2秒前
hanna完成签到 ,获得积分10
2秒前
霸气的丹南完成签到,获得积分20
3秒前
真实的芯发布了新的文献求助10
3秒前
独特十三完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
胡0515_完成签到,获得积分10
6秒前
小李子完成签到,获得积分10
7秒前
ycy发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9秒前
芽芽的应助被机智冰凡采纳,获得10
9秒前
wzy小号完成签到 ,获得积分10
9秒前
wanci的应助被机智冰凡采纳,获得30
9秒前
无极微光的应助被机智冰凡采纳,获得20
10秒前
隐形曼青的应助被顺利的紫槐采纳,获得10
10秒前
无极微光的应助被机智冰凡采纳,获得20
10秒前
华仔的应助被机智冰凡采纳,获得10
10秒前
林狗的应助被机智冰凡采纳,获得20
10秒前
乐乐的应助被机智冰凡采纳,获得10
10秒前
Owen的应助被机智冰凡采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
科研通AI6.2的应助被机智冰凡采纳,获得10
11秒前
在水一方的应助被谨慎的念云采纳,获得10
12秒前
勤恳的飞阳完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
Wintlin发布了新的文献求助30
13秒前
123完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Arbitrage Theory in Discrete and Continuous Time 500
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 310
四川大学学位论文.郭瑞昂. 基于高压热扩散的n型磷掺杂金刚石半导体制备研究 300
English Longitudinal Study of Ageing: Waves 0-11, 1998-2024 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7829397
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9354126
关于积分的说明 20577480
捐赠科研通 7422277
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3336130
关于科研通互助平台的介绍 2480911
邀请新用户注册赠送积分活动 2356606