基于遗传算法的有机太阳能电池活性层计算设计
神经与进化计算
2019-10-29 v1 材料科学
摘要
有机太阳能电池的活性层微结构对效率至关重要。通过研究有机太阳能电池微结构的光伏特性，有望提高太阳能电池的效率。采用基于图的微结构模型，在给定微结构下近似估算太阳能电池的短路电流效率。通过基于图的概率优化，发现了一类效率超越更常规形貌的微结构。这些优化后的太阳能电池因更好地促进电荷输运、生成与解离，而效率高于更常规的光伏器件。所设计的器件相较目前公认最优形貌的太阳能电池，短路电流提升了40.29%。所设计的微结构特征为给体材料聚(3-己基噻吩-2,5-二基)（P3HT）与受体材料苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）的两个树枝状团簇。所设计微结构性能的提升，不同于具有P3HT与PCBM交错或双层条带的更常规结构。通过基于图的演化改变微结构形貌，获得了效率显著高于常规有机太阳能电池的有机太阳能电池，证明了基于图的微结构模型在材料科学仿真中的有效性，并推进了廉价高效可再生能源的愿景。
引用
@article{arxiv.1910.12401,
title = {Computational design of organic solar cell active layer through genetic algorithm},
author = {Caine Ardayfio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.12401},
year = {2019}
}
备注
13 pages, 7 figures, International Science and Engineering Fair Submission