Mit Mathematik die Sonne besser nutzen - das Virtuelle Institut „Mikrostruktur-Kontrolle für Solarzellen“ am HZB schafft breites Expertennetzwerk
Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) koordiniert seit kurzem ein Virtuelles Institut, das sich intensiv und mit einem breit angelegten Forschungsansatz modernen Solarzellen widmet. Es ist ein Schulterschluss von Forschern aus verschiedenen Forschungsdisziplinen, um die Grundlage für noch leistungsfähigere Solarzellen zu legen. Die Wissenschaftler wollen die komplexe Mikrostruktur polykristalliner Absorberschichten in Dünnschichtsolarzellen untersuchen und verstehen lernen.
Wichtiger Partner im Netzwerk ist auch das DFG-Forschungszentrum „MATHEON“, in dem die Professoren Barbara Wagner (TU Berlin) und Ralf Kornhuber (FU Berlin) arbeiten. Ihre Aufgabe im Virtuellen Institut ist es, das Wachstum von Mikrostrukturen theoretisch zu modellieren und zu simulieren. Das ist besonders wichtig, weil beim Wachstum der Schichten sehr viele Faktoren eine Rolle spielen. „Mit dem theoretischen Verständnis der Zusammenhänge, gekoppelt mit Simulationen und Modellierung, wollen wir hocheffiziente Solarzellen realisieren“, sagt die Sprecherin des Virtuellen Institutes, Professorin Susan Schorr. Der im Virtuellen Institut entwickelte Forschungsansatz soll auch auf weitere komplexe Materialsysteme übertragbar sein. Ziel ist es, den Wirkungsgrad der Solarzellen deutlich zu erhöhen und gleichzeitig Material- und Herstellungskosten zu senken.
In dem Virtuellen Institut arbeitet ein internationales Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des HZB, der FU Berlin, der TU Berlin, der TH Darmstadt, den Max-Planck-Instituten für Eisenforschung und für Intelligente Systeme, der ETH Zürich, der University of Oxford, sowie der britischen SuperSTEM zusammen.
Weitere Informationen
Webseite des Virtuellen Institutes
Pressemitteilung MATHEON
Kontakte zu den beteiligten Forschern aus MATHEON:
- Prof. Dr. Barbara Wagner, TU Berlin, Tel.: 030 314-22246, Email: bwagner@math.tu-berlin.de
- Prof. Dr. Ralf Kornhuber, FU Berlin, Tel.: 030 838-75350, Email: kornhuber@math.fu-berlin.de
- MXene als Energiespeicher: Vielseitiger als gedachtMXene-Materialien könnten sich für eine neue Technologie eignen, um elektrische Ladungen zu speichern. Die Ladungsspeicherung war jedoch bislang in MXenen nicht vollständig verstanden. Ein Team am HZB hat erstmals einzelne MXene-Flocken untersucht, um diese Prozesse im Detail aufzuklären. Mit dem in situ-Röntgenmikroskop „MYSTIIC” an BESSY II gelang es ihnen, die chemischen Zustände von Titanatomen auf den Oberflächen der MXene-Flocken zu kartieren. Die Ergebnisse zeigen, dass es zwei unterschiedliche Redox-Reaktionen gibt, die vom jeweils verwendeten Elektrolyten abhängen. Die Studie schafft eine Grundlage für die Optimierung von MXene-Materialien als pseudokapazitive Energiespeicher.
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- Ein Rekordjahr für das HZB-Reallabor für bauwerksintegrierte PhotovoltaikUnsere Solarfassade in Berlin-Adlershof hat im Jahr 2025 so viel Strom erzeugt wie in keinem der vergangenen vier Betriebsjahre.