Energiematerial-Forschung

Energie-Materialien sind mehr als nur Solarzellen, mit denen man aus Sonnenlicht elektrischen Strom erzeugt. Das HZB hat eine ganze Reihe von Materialsystemen definiert, die ausgehend von den vorhandenen Kompetenzen das zukünftige Forschungsportfolio des Hauses ausmachen. Solare Brennstoffe, Thermoelektrika oder topologische Isolatoren gehören dazu. Es sind Materialien, die Energie speichern oder umwandeln oder die es erlauben, eine neue und energieeffiziente Informationstechnologie aufzubauen.

Der Fokus der HZB-Forschung liegt dabei immer auf Dünnschichttechnologien. Dabei erweitern wir unser Know-how aus der etablierten Dünnschicht-Photovoltaik und beziehen zusätzlich zu unseren vielfältigen Analysemöglichkeiten insbesondere an den Großgeräten auch die Synthese der Materialien sowie theoretisch abgeleitete Simulationen in unsere Forschung ein.

Künstliche Photosynthese mit Effieziensrekord

Wasserspaltung in einer Tandem-Solarzelle

Einem internationalen Team ist es mit Beteiligung des HZB gelungen, erstmals seit 17 Jahren den Wirkungsgrad für die direkte solare Wasserspaltung zu steigern. Die Forscher nutzten dafür eine Tandem-Solarzelle, deren Oberflächen sie gezielt modifiziert hatten.

HEMF: Neue Helmholtz-Laborplattform

em-Energy Materials In situ Laboratory (EMIL) an BESSY II

Die „Helmholtz Energy Materials Foundry (HEMF)“ ist als zentrenübergreifende Helmholtz Forschungsinfrastruktur und dedizierte, internationale Nutzerplattform des Forschungsbereichs Energie konzipiert. Der wissenschaftliche Fokus von HEMF liegt auf den Themen solare Brennstoffe, Solarzellen, Brennstoffzellen, Batteriesysteme sowie thermoelektrische und thermochemische Materialien. An dem Vorhaben sind aus dem Forschungsbereich Energie der Helmholtz-Gemeinschaft die sechs Zentren FZJ, HZB, HZG, HZDR, KIT und DLR beteiligt. Die Koordination liegt beim HZB. Das Vorhaben hat ein Gesamtvolumen von 35,4 Millionen Euro.

Neue Materialklassen für die organische Elektronik

Elektron-Loch-Paar

Eine Kooperation von Forschern des HZB, der Universität Rostock sowie der Freien Universität Berlin und anderer Partner hat herausgefunden, wie der Ladungstransport in polymeren Kohlenstoffnitriden funktioniert. Sie könnten als preisgünstiger Photokatalysator die Spaltung von Wasser mit Sonnenlicht befördern.