Virtuelles Institut „Mikrostrukturkontrolle für Dünnschichtsolarzellen“ offiziell gestartet
Der Blick ins Detail (hier in eine CIS-Dünnschicht-
solarzelle) hilft Forschern, die Zusammenhänge
innerhalb einer Solarzelle besser zu verstehen.
Das ist Voraussetzung für Entwicklung von
besseren, leistungsfähigeren Solarzellen der
nächsten Generation.
Kürzlich ist das Virtuelle Institut „Mikrostrukturkontrolle für Dünnschichtsolarzellen“ (MiCoTFSC) feierlich unter Beteiligung aller Partner an den Start gegangen. Das Helmholtz-Zentrum Berlin koordiniert diese Forschungskooperation, die mit Mitteln aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft finanziert wird. Die Sprecherin des Virtuellen Instituts, Prof. Dr. Susan Schorr (HZB), hob während des Kick-off-Meetings die Zusammensetzung des Virtuellen Instituts mit hervorragenden Forschungsgruppen hervor, die verschiedenen Kompetenzen beim Solarzellenwachstum, mikrostruktureller und optoelektronischer Charakterisierung sowie Material- und Wachstumsmodellierung mitbringen.
Dünnschichtsolarzellen wurden in der Vergangenheit häufig durch systematisches Ausprobieren verbessert. Die Projektpartner wollen im Virtuellen Institut nun ein detailliertes Verständnis der Beziehungen zwischen Wachstumsprozessen, strukturellen Defekten, Eigenspannung und elektrischen Eigenschaften von Dünnschichtsolarzellen gewinnen. Durch die Kombination verschiedener Experiment- und Simulationstechniken wollen sie die entscheidenden mikrostrukturellen Zusammenhänge besser verstehen lernen. Dieses Wissen soll die Grundlage schaffen, um zukünftig noch effizientere Dünnschichtsolarzellen zu designen.
„Mit dem vereinten Expertenwissen können wir im Virtuellen Institut die Entwicklung von Mikrostruktur in Solarzellendünnschichten und deren Einflüsse auf Bauelementfunktionen noch systematischer untersuchen“, erklärte Susan Schorr. Dr. Daniel Abou-Ras, Koordinator des Virtuellen Instituts, fasste während des Kick-Off-Meetings den Status Quo bei der Erforschung der Struktur-Eigenschaft-Beziehungen in Dünnschichtsolarzellen zusammen. Im Anschluss stellten alle Partner ihre Beiträge vor, die sie im Rahmen des Virtuellen Instituts einbringen.
Im Virtuellen Institut werden auch sechs Doktoranden und ein Post-Doktorand forschen. Die Aus- und Weiterbildung der Nachwuchskräfte spielt dabei eine wichtige Rolle.In einer Einführungswoche sollen die Nachwuchsforscher zunächst einen Überblick über alle Solarzellenmaterialien, Charakterisierungstechniken sowie Simulationsmethoden bekommen. In verschiedenen Doktorandenklausuren können die jungen Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen eigene Ideen für das Projekt entwickeln.
Daten und Fakten in Kürze
Gefördert von der Helmholtz Gemeinschaft.
Förderperiode: Das Helmholtz Virtuelle Institut hat eine Laufzeit von mindestens 3 und maximal 5 Jahren.
Leitendes Zentrum: Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie
Deutsche Hochschulpartner: FU Berlin, TU Berlin, MATHEON (DFG Research Center Mathematics for Key Technologies), TU Darmstadt
Andere deutsche Partner: Max-Planck Institut für Eisenforschung, Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
Ausländische Partner: University of Oxford (UK), ETH Zürich (Schweiz), SuperSTEM (EPSRC National Facility for Aberration Corrected STEM, UK)
Start der Virtuellen Instituts: 26. November 2012
- Perowskit-Solarzellen: Neue BMBF-Nachwuchsgruppe am HZBIm Projekt COMET-PV will Dr. Artem Musiienko die Entwicklung von Perowskit-Solarzellen deutlich beschleunigen. Dabei setzt er auf Robotik und KI, um die vielfältigen Variationen in der Materialzusammensetzung von Zinnbasierten Perowskiten zu analysieren. Der Physiker wird am HZB eine Nachwuchsgruppe (Young Investigator Group) aufbauen. Darüber hinaus wird er an der Fakultät Physik der Humboldt-Universität zu Berlin auch Lehrverpflichtungen übernehmen.
- Strategisches Positionspapier zur Stärkung der SolarindustrieFrankfurt, 06. März 2025 – Die führenden deutschen Solarforschungseinrichtungen, die Fachabteilung „Photovoltaik Produktionsmittel“ des Industrieverbands VDMA und das Produktionsplanungs-Unternehmen RCT Solutions, haben ein gemeinsames Positionspapier zur Stärkung der deutschen und europäischen Solarindustrie veröffentlicht. Dieses wird nun an die Parteien übermittelt, die nach der Bundestagswahl im Bundestag vertreten sind. Ziel ist es, die vorgeschlagenen Maßnahmen in die Koalitionsverhandlungen einzubringen und damit die Grundlage für eine widerstandsfähige und wettbewerbsfähige Solarindustrie in Deutschland zu schaffen.
- Perowskit-Solarzellen: Der Schlüssel zur LangzeitstabilitätPerowskit-Solarzellen sind kostengünstig in der Herstellung und hocheffizient. Im Außeneinsatz unter realen Wetterbedingungen ist jedoch noch fraglich, wie lange sie stabil bleiben. Dieses Thema greift nun eine internationale Kooperation unter Leitung von Prof. Antonio Abate in der Fachzeitschrift Nature Reviews Materials auf. Die Forschenden untersuchten die Auswirkungen von wiederholten thermischen Zyklen auf Mikrostrukturen und Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Schichten von Perowskit-Solarzellen. Das Fazit: Der entscheidende Faktor für die Degradation von Metall-Halogenid-Perowskiten sind thermische Spannungen. Daraus lassen sich Strategien ableiten, um die Langzeitstabilität von Perowskit-Solarzellen gezielt zu steigern.