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
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- Natrium-Ionen-Batterien: Neuer Speichermodus für KathodenmaterialienBatterien funktionieren, indem Ionen zwischen zwei chemisch unterschiedlichen Elektroden gespeichert und ausgetauscht werden. Dieser Prozess wird Interkalation genannt. Bei der Ko-Interkalation werden dagegen sowohl Ionen als auch Lösungsmittelmoleküle in den Elektrodenmaterialien gespeichert, was bisher als ungünstig galt. Ein internationales Team unter der Leitung von Philipp Adelhelm hat nun jedoch gezeigt, dass die Ko-Interkalation in Natrium-Ionen-Batterien mit den geeigneten Kathodenmaterialien funktionieren kann. Dieser Ansatz bietet neue Entwicklungsmöglichkeiten für Batterien mit hoher Effizienz und schnellen Ladefähigkeiten. Die Ergebnisse wurden in Nature Materials veröffentlicht.
- Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB zu Perowskit-SolarzellenSilvia Mariotti baut die neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe „Perowskit-basierte Mehrfachsolarzellen“ auf. Die Perowskit-Expertin, die zuvor an der Universität Okinawa in Japan tätig war, will die Entwicklung von Mehrfachsolarzellen aus verschiedenen Perowskit-Schichten vorantreiben.