Machine learning study on organic solar cells and virtual screening of designed non-fullerene acceptors

有机太阳能电池 接受者 Boosting(机器学习) 均方误差 光伏系统 阿达布思 富勒烯 均方根 随机森林 计算机科学 相关系数 材料科学 梯度升压 支持向量机 人工智能 数学 机器学习 化学 统计 物理 工程类 有机化学 量子力学 电气工程 凝聚态物理
作者
Cai‐Rong Zhang,Ming Li,Miao Zhao,Ji‐Jun Gong,Xiaomeng Liu,Yuhong Chen,Zi‐Jiang Liu,Youzhi Wu,Hongshan Chen
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:134 (15) 被引量:8
标识
DOI:10.1063/5.0169284
摘要

Machine learning (ML) is effective to establish the complicated trilateral relationship among structures, properties, and photovoltaic performance, which is fundamental issue in developing novel materials for improving power conversion efficiency (PCE) of organic solar cells (OSCs). Herein, we constructed the database of 397 donor–acceptor pairs of OSCs with photovoltaic parameters and descriptor sets, which include donor–acceptor weight ratio within the active layer of the OSCs, root mean square of roughness, and 1024-bit Morgan molecular fingerprint for donor (Fp-D) and acceptor (Fp-A). The ML models random forest (RF), adaptive boosting (AdaBoost), extra trees regression, and gradient boosting regression trees were trained based on the descriptor set. The metrics determination coefficient (R2), Pearson correlation coefficient (r), root mean square error, and mean absolute error were selected to evaluate ML model performances. The results showed that the RF model exhibits the highest accuracy and stability for PCE prediction among these four ML models. Moreover, based on the decomposition of non-fullerene acceptors L8-BO, BTP-ec9, AQx-2, and IEICO, 20 acceptor molecules with symmetric A–D–A and A–π–D–π–A architectures were designed. The photovoltaic parameters of the designed acceptors were predicted using the trained RF model, and the virtual screening of designed acceptors was conducted based on the predicted PCE. The results indicate that six designed acceptors can reach the predicted PCE higher than 12% when P3HT was adopted as a donor. While PM6 was applied as a donor, five designed acceptors can achieve the predicted PCE higher than 16%.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚睡着就天亮完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
璐璇完成签到,获得积分10
2秒前
automan发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
amanda完成签到 ,获得积分10
4秒前
无花果应助百杜采纳,获得10
5秒前
凯撒发布了新的文献求助10
5秒前
安详的惜梦完成签到,获得积分10
5秒前
讲座梅郎发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
galioo3000发布了新的文献求助10
7秒前
桃子汽水发布了新的文献求助10
8秒前
glimmer完成签到,获得积分10
9秒前
WangQ完成签到,获得积分10
9秒前
谦让的鹏煊完成签到,获得积分10
9秒前
hui发布了新的文献求助10
12秒前
稻草人完成签到,获得积分10
13秒前
义气的灯泡完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
16秒前
阿越儿呀呀呀完成签到,获得积分10
17秒前
galioo3000完成签到,获得积分10
17秒前
勤恳立轩完成签到,获得积分10
17秒前
耍酷白山发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
乐乐应助义气的灯泡采纳,获得10
19秒前
Emilia发布了新的文献求助10
19秒前
讲座梅郎完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
burger完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
共享精神应助顺利白竹采纳,获得10
21秒前
鸭先知完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
22秒前
云234发布了新的文献求助10
23秒前
hi发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5307051
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4452740
关于积分的说明 13855150
捐赠科研通 4340324
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2383115
邀请新用户注册赠送积分活动 1377917
关于科研通互助平台的介绍 1345800