Innovation Lab HySPRINT

QYB Gründerstory

Das Gründerteam vom QYB Quantum Yield Berlin

„Unsere Mission ist es, Forschung effizienter und zielgerichteter zu machen“

by Kai Dürfeld

Die Herstellung von effizienteren elektronischen Bauelementen schont Ressourcen, entlastet den Geldbeutel und hilft der Umwelt. Mit ihrem frisch gegründeten Spin-Off „QYB Quantum Yield Berlin“ wollen sechs Forscher vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ihren Kolleginnen und Kollegen aus aller Welt jetzt ein Gerät an die Hand geben, das ihnen den Weg zu mehr Effizienz erleichtert.

Solarzellen sollen möglichst viel Energie des Sonnenlichts in elektrischen Strom umwandeln. LEDs wiederum sollen mit wenig elektrischer Energie gefüttert werden und ein Maximum an Licht abstrahlen. Um das zu erreichen, optimieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Laboren auf der ganzen Welt die Materialien und den Aufbau dieser optoelektronischen Bauelemente. Das ist zuweilen mühsam und fordert viele Stunden Prozess- und Messarbeit. Ein Gründerteam vom Helmholtz Innovation Lab HySPRINT am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) will das nun verkürzen. Mit ihrem Unternehmen „QYB Quantum Yield Berlin GmbH“ bringen die Wissenschaftler einen kleinen, kaum schuhkartongroßen Kasten auf den Markt, mit dem die Messungen und Analysen schneller und für jeden zugänglich werden. Drei der Gründer – Lukas Kegelmann, Thomas Unold und Amran Al-Ashouri – erzählen im Interview von ihrem Weg zum Startup, warum eine Unternehmensgründung den Wechsel des Blickwinkels verlangt und wie sie die Welt ein klein wenig besser machen wollen.

Wie seid ihr auf die Idee gekommen, ein Unternehmen zu gründen?

Unold: „Meine Arbeitsgruppe am HZB arbeitet schon lange mit der Messmethode. Diese geht in die 80er Jahre zurück und wurde ursprünglich auf Silizium-Bauelemente angewendet. In meiner Forschungsgruppe haben wir uns in den letzten 10 Jahren darauf konzentriert, sie für andere Materialien anzupassen, weiterzuentwickeln und zu optimieren. Lukas und Amran haben sie zusammen mit José Márquez, Aboma Merdasa und Steve Albrecht am HySPRINT-Labor, einer Forschungsplattform des HZB für die Industrie, für den Einsatz in der Forschung mit hohem Durchsatz etabliert. Daneben haben wir auch in enger Kollaboration mit der Gruppe von Prof. Neher an der Universität Potsdam tolle Forschungsergebnisse mit dieser Messmethode generieren können.“

Kegelmann: „Genau. Wir haben schnell gesehen, welche neuen Einblicke uns diese Analysemethode erlaubt und wie sehr sie uns bei der Arbeit hilft. Wie viel Zeit wir sparen können. Wie viel Material wir sparen können. Einfach, weil wir viel schneller sehr aussagekräftige Ergebnisse bekommen und damit wissen, wo es in unserer Bauteilherstellung hapert. Und gleichzeitig haben wir die Resonanz der anderen Forscherinnen und Forscher im Labor erfahren, die eben auch extrem positiv war. Sehr viele Leute hatten Interesse an der Messmethode und haben sie auf ihre Projekte angewandt. Das hat uns motiviert, zu sagen: Lasst uns diese Möglichkeit doch noch weiteren Forschungslaboren zukommen. Und zwar möglichst einfach als ein fertiges Produkt mit integrierter Software und Datenauswertung, sodass der Bediener sehr leicht aussagekräftige Daten erhält. Also haben wir einen marktreifen Prototyp entwickelt und schließlich ein Unternehmen gegründet. Thomas, Amran, Aboma, José, Steve sind als Gesellschafter im Boot und ich übernehme als geschäftsführender Gesellschafter die Leitung. Die Kollegen der Uni Potsdam sind zusätzlich als Berater mit eingebunden.“

Euer Messgerät soll dabei helfen, Solarzellen und LEDs effizienter zu machen. Wie funktioniert das?

Kegelmann: „Wir messen die absolute Lumineszenz-Effizienz von einem Halbleiter an. Das heißt, wie viel Licht er aussenden kann, wenn er in einem angeregten Zustand ist, also freie Ladungsträger zur Verfügung hat. Dazu regen wir den Halbleiter an – entweder, indem wir ihn mit einem Laser beleuchten oder indem wir einen Strom hindurchschicken. Dann messen wir sehr genau und auch spektral aufgelöst das Licht, das der angeregte Halbleiter abgibt. Aus dem Verhältnis von abgegebenem Licht zu eingestrahltem Laserlicht oder hineingeschicktem Strom können wir die absolute Lumineszenz-Effizienz berechnen. Und auf diesem Prinzip baut dann die Analysemethode auf, indem sie noch die Physik des Halbleiterbauteils berücksichtigt. Das erlaubt es uns, noch viel detailliertere physikalische Kenngrößen und Qualitätsmerkmale zu berechnen.“

LuQY Pro: schnelles, präzises und nicht-invasives Messen der Halbleiterqualität ermöglicht ressourcenschonende Entwicklung und Optimierung von Dünnschichtsolarzellen und LEDs

Ein Produkt zu entwickeln und ein Unternehmen zu gründen, hört sich nach einer Menge Herausforderungen an. Was hat bei euch für schlaflose Nächte gesorgt?

Kegelmann: „Den Prototyp im Labor in ein marktreifes Gerät zu überführen, das zuverlässig und stabil funktioniert. Das war doch eine größere Herausforderung, als wir anfangs dachten. Wir mussten die Komponenten entsprechend robust auslegen, alles gut verarbeiten und dann zu einer kompakten Einheit zusammenzupacken. Da taucht immer mal ein technisches Problem auf und man denkt: Oh Gott, kriegt man das jetzt gelöst oder fällt jetzt alles in sich zusammen. Aber ein, zwei Wochen später sieht die Welt dann schon wieder ganz anders aus. Was aber nicht weggeht, ist dieses generelle Gefühl, dass man mit der Produktentwicklung und dem Schritt zum eigenen Unternehmen schon ein gewisses Risiko eingeht. Es besteht ja immer die Gefahr, dass es am Ende nicht so funktioniert, wie man sich das alles vorgestellt hat. Und das kann schon auch einschüchternd sein.“

Al-Ashouri: „Für mich war vor allem der Wechsel des Blickwinkels herausfordernd – und spannend zugleich. Plötzlich mussten wir unsere Ziele und unsere Selling-Points ganz anders ausdrücken. Wir mussten uns also anders verkaufen, als wenn wir für die reine Wissenschaft argumentieren. Denn normalerweise brütet man als Wissenschaftler im Labor, ist also in seiner eigenen Sphäre. Und plötzlich mussten wir nach außen blicken. Wir mussten überlegen, ob das wirklich nützlich ist, was wir entwickelt hatten. Und wie man das verkaufen kann. Außerdem hat man als Wissenschaftler eine beinahe liebevolle Beziehung zu der Versuchsanordnung aufgebaut. Das zeigt sich daran, mit welcher Vorsicht du sie benutzt. Als Unternehmer musst du aber im Kopf haben, dass die Kunden dein Gerät nicht so vorsichtig benutzen werden, wie du selbst es tust. Es werden auch Fehler passieren. Das ist ein Lernprozess für uns und wir haben bereits gelernt. Denn wenn hier im HySPRINT Labor zwanzig, fünfundzwanzig Leute das Gerät benutzen, passieren schon so manche unvorhergesehenen Sachen.“

Unold: „Die Herausforderungen sind auf jeden Fall vielfältig, ich würde sie aber auch gerne ein wenig relativieren. Für mich ist das jetzt schon eine Erfolgsgeschichte. Eine, die zeigt, was möglich ist, wenn man nur will. Als Lukas zu mir kam und sagte, was er machen will, wusste ich nicht so recht was ich davon halten sollte. Es gibt ja immer wieder Ideen, die dann sehr schnell im Sande verlaufen. Ich selbst habe schon an früheren Technologietransferprojekten teilgenommen, die es letztendlich nicht bis zur Ausgründung geschafft haben. Denn es braucht nicht nur eine gute Idee. Auch der Markt muss dafür bereit sein. Das Team muss stimmen und die treibenden Kräfte müssen sich ins Zeug legen. In diesem Fall kam alles zusammen und dazu noch die aus meiner Sicht sehr gute Unterstützung der HZB-Abteilung für Technologietransfer. Zweifel habe ich heute keine. Im Gegenteil: Ich bin wirklich begeistert.“

Kegelmann: „Das ist ein gutes Stichwort. An dieser Stelle will ich auch die Zusammenarbeit mit dem Technologietransfer des HZB loben. Die lief total unkompliziert und hat uns wirklich enorm geholfen. Nicht nur mit Beratung und Knowhow zur Produktentwicklung und Firmengründung. Es gibt auch ideale Förderinstrumente, wie zum Beispiel den Technologietransferfonds oder das Field-Study-Fellowship. Ohne diese Förderungen hätten wir kaum finanziellen Spielraum gehabt und wären das Wagnis einen Prototyp zu bauen vermutlich gar nicht erst eingegangen.“

Was ist eure Mission als Unternehmer? Wie wollt ihr die Welt ein klein wenig besser machen?

Al-Ashouri: „Das ist eine sehr gute Frage. Darüber hatten wir ganz am Anfang diskutiert, als Lukas die Idee mit der Firmengründung hatte. Ich wäre nicht mit im Boot, wenn es ihm nur ums Geldverdienen gehen würde. Worum es uns wirklich geht, merkt jede Wissenschaftlerin und jeder Wissenschaftler im Labor. Zum Forschen sind jede Menge Ressourcen notwendig. Verbrauchsmaterialien genauso wie große Mengen Strom. An jedem Tag, den man ins Labor gehen muss, verbraucht man diese Ressourcen. Auf der anderen Seite gelten aber gerade wir Forschende als Menschen, die die Welt ein bisschen besser machen wollen. Und genau da setzen wir an. Mit unserem Gerät reicht ein Tag im Labor aus, um das Optimum in einer bestimmten Halbleiterkomposition zu finden; nicht fünf, wie bisher üblich. Das spart nicht nur Zeit, sondern wertvolle Ressourcen und ist für mich die Motivation, wieso ich dabei bin.“

Kegelmann: „Amran trifft es auf den Punkt. Die Messmethode ist schnell, einfach und nicht-invasiv. Sie liefert nicht nur neue Einblicke, sondern spart enorm viel Zeit und Ressourcen. Diese Möglichkeit auch anderen Laboren bereitzustellen, ist auch für mich die wesentliche Motivation.“

Unold: „In meiner Gruppe haben wir in den letzten zehn Jahren sehr viel daran gearbeitet, Forschung effektiver und zielgerichteter zu machen. Es ist also auch meine ganz persönliche Mission. Deshalb freue ich mich sehr, dass unsere Anstrengungen jetzt eine solche Resonanz findet und mit dem neuen Produkt hoffentlich auch in einer immer größeren Gruppe zur Anwendung kommt.“

Wie wird es mit QYB weitergehen?

Al-Ashouri: „Der Prototyp bleibt hier am HySPRINT-Labor und wird weiterbenutzt. Er ist sehr beliebt im Labor. Und wir haben den Vorteil, passiv mitzulernen. Natürlich bauen wir neue Geräte für unsere Kunden. Es wird aber erstmal keine Massenproduktion. Wir erwarten jetzt nicht zehn verkaufte Produkte pro Woche. Noch nicht.“ [lacht]

Kegelmann: „Genau. Aber im Ernst: Die ersten verkaufsfertigen Geräte werden wir in einer kleinen Werkstatt fertigen. Gleichzeitig haben wir aber weiter Zugang zum HySPRINT-Labor. Das ist eben das Schöne. Da haben wir Testnutzer, da wurde schon unser Prototyp während der Entwicklung getestet. Es kam immer schnelles Feedback und das wird auch weiterhin in unsere Geräte fließen.“

Und wo seht ihr euer Unternehmen in drei Jahren?

Kegelmann: „Noch in diesem Sommer wollen wir das erste Gerät verkaufen. Und spätestens in drei Jahren haben wir weitere Produkte etabliert. Wir bekommen bereits Anfragen, die Funktionalität des Systems nochmals zu erweitern, um mehrere Halbleiter gleichzeitig evaluieren zu können. Das ist zum Beispiel zur Entwicklung von sogenannten Mehrfachsolarzellen interessant. Gleichzeitig wird das Unternehmen wachsen und Teile der Fertigung oder gar die gesamte Fertigung ausgelagert werden. Wir selbst konzentrieren uns dann darauf, das Produktportfolio und den Kundenstamm zu erweitern.“