优化溶液处理的有机太阳能电池是一项复杂而富有挑战性的任务,因为有机光伏(OPV)的参数空间很大。经典的一次一变量(OVAT)优化方法费力耗时,并且无法在多维设计空间中找到最佳参数集。为了解决这个问题,德国纽伦堡亥姆霍兹可再生能源研究所Tobias Osterrieder、Christoph J. Brabec报道了人工智能(AI)引导的全功能有机太阳能电池闭环自主优化。
本文要点:
1) 作者开发了LineOne,这是一个带有贝叶斯优化器(BO)的自动化材料和设备加速平台,可以在没有人为干扰的情况下实现自主操作,解决复杂的优化问题。该系统能够制造和表征完整的OPV器件,并在包含组成和工艺参数的设计空间中高效搜索。此外,基于高斯过程回归(GPR)的早期预测模型被用于从廉价的代理测量中预测电池的效率,而薄膜吸收光谱使用基于物理性质的光谱模型来分析,以生成微观结构特征作为GPR的输入。
2) 作者通过在四维参数空间中优化三元OPV系统(PM6:Y12:PC70BM)的组成和加工条件,展示了该通用的自主方法。作者确定了最佳参数集,并用最小数量的样本在整个参数空间上获得了精确的目标函数。作者仅在40个样本内演示了复杂光电器件的自主优化,而埃迪逊方法需要大约1000个样本。
Tobias Osterrieder et.al Autonomous Optimization of an Organic Solar Cell in a 4-dimensional Parameter Space EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE02027D
https://doi.org/10.1039/D3EE02027D