Ein neues Cluster-Tool für EMIL
Ein Cluster-Tool zur Erforschung neuer Materialien und Bauteilstrukturen für Photovoltaik- und Photokatalyse-Anwendungen. (Bildquelle: Altatech)
Das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) und Altatech, ein Unternehmen der Soitec-Gruppe, haben eine Kooperation vereinbart, um neue Materialien für die nächste Generation von hocheffizienten Solarenergiewandlern zu erforschen und zu entwickeln. Dazu gehören insbesondere neue Materialien und innovative Bauteilstrukturen für Photovoltaik- und Photokatalyse-Anwendungen.
Im Rahmen der gemeinsamen Forschungsarbeiten wird Altatech ein speziell angepasstes Silizium-Depositionsclustertool auf Basis seiner sogenannten AltaCVD-Plattform im „Energy Materials In-situ Laboratory (EMIL)” des HZB installieren. Dort – direkt am Berliner Elektronen-Synchrotron BESSY des HZB – wollen das Helmholtz-Zentrum und Altatech gemeinsam neue Materialabscheidungsprozesse, funktionelle Grenzflächen und Bauteile für die Solarenergieumwandlung und -speicherung entwickeln.
Altatechs AltaCVD-System wird in EMIL zum Einsatz kommen, um unter anderem verschiedene Morphologien und Legierungen von Silizium, sowie transparente, leitende Oxide und ultradünne Dielektrika abzuscheiden. Diese Stoffklassen werden bei der Herstellung der nächsten Generation von Solarenergie-Baugruppen eine wichtige Rolle spielen. Das Clustersystem soll im EMIL-Gebäude installiert und dort direkt mit einer Röntgenanalyse-Messstation verbunden werden, die von einer BESSY II-Beamline mit hochbrilliantem Röntgenlicht versorgt wird.
HZB und Altatech wollen im Cluster-Tool Depositionstechniken auf Basis von Atomlagen-Abscheidung, Plasma-unterstützter chemischer Gasphasenabscheidung sowie Kathodenzerstäubung auf Substrate anwenden, die in der Größe von kleinsten Proben bis hin zu industriekompatiblen 6-Inch-Wafern reichen. EMILs weltweit einmalige Analysetechniken sollen dann genutzt werden, um Material- und Baugruppeneigenschaften direkt während bzw. zwischen verschiedenen Schritten des Herstellungsprozesses zu analysieren.
„Mit EMIL wollen wir Materialien für neue Hocheffizienz-Photovoltaikzellen und für katalytische Prozesse erforschen, die für zukünftige Solarenergieumwandlungs- und -speicherkonzepte erforderlich sind“, sagt Prof. Dr. Klaus Lips, EMIL-Projektleiter und Chef der „Advanced Analytics“-Gruppe am HZB: „Wir werden diese Materialien mit Methoden der Grundlagenforschung entwickeln und charakterisieren, diese jedoch mit industrietauglichen Verfahren herstellen, um anschließend eine schnelle industrielle Umsetzung möglich zu machen. Das AltaCVD-System ermöglicht es, sehr flexible Präparationsbedingungen mit einer vollständig industriekompatiblen Abscheidungstechnologie zu realisieren. Das gilt für Temperaturen, Prekursoren oder in-situ plasmachemische Reinigung.”
„Diese Kooperation verstärkt die technologische Führungsrolle des AltaCVD-Systems im Bereich Abscheidungstechniken für Hochtechnologie-Materialien“, sagt Jean-Luc Delcarri, Generalmanager von Soitecs Altatech-Gruppe: „Unsere Zusammenarbeit mit dem HZB ermöglicht es uns, diese Technologie an einem führenden Synchrotron einzusetzen. Gemeinsam mit dem HZB werden wir die Tür öffnen zu neuen Möglichkeiten in der Erforschung von Energiematerialien. So können wir einen Beitrag leisten, dass Wissenschaftler die Herausforderungen der zukünftigen weltweiten Energieversorgung angehen können.“
- Susanne Nies in EU-Beratergruppe zu Green Deal berufenDr. Susanne Nies leitet am HZB das Projekt Green Deal Ukraina, das den Aufbau eines nachhaltigen Energiesystems in der Ukraine unterstützt. Die Energieexpertin wurde nun auch in die wissenschaftliche Beratergruppe der Europäischen Kommission berufen, um im Zusammenhang mit der Netto-Null-Zielsetzung (DG GROW) regulatorische Belastungen aufzuzeigen und dazu zu beraten.
- Die Zukunft der Korallen – Was Röntgenuntersuchungen zeigen könnenIn diesem Sommer war es in allen Medien. Angetrieben durch die Klimakrise haben nun auch die Ozeane einen kritischen Punkt überschritten, sie versauern immer mehr. Meeresschnecken zeigen bereits erste Schäden, aber die zunehmende Versauerung könnte auch die kalkhaltigen Skelettstrukturen von Korallen beeinträchtigen. Dabei leiden Korallen außerdem unter marinen Hitzewellen und Verschmutzung, die weltweit zur Korallenbleiche und zum Absterben ganzer Riffe führen. Wie genau wirkt sich die Versauerung auf die Skelettbildung aus?
Die Meeresbiologin Prof. Dr. Tali Mass von der Universität Haifa, Israel, ist Expertin für Steinkorallen. Zusammen mit Prof. Dr. Paul Zaslansky, Experte für Röntgenbildgebung an der Charité Berlin, untersuchte sie an BESSY II die Skelettbildung bei Babykorallen, die unter verschiedenen pH-Bedingungen aufgezogen wurden. Antonia Rötger befragte die beiden Experten online zu ihrer aktuellen Studie und der Zukunft der Korallenriffe.
- Langzeit-Stabilität von Perowskit-Solarzellen deutlich gesteigertPerowskit-Solarzellen sind kostengünstig in der Herstellung und liefern viel Leistung pro Fläche. Allerdings sind sie bisher noch nicht stabil genug für den Langzeit-Einsatz. Nun hat ein internationales Team unter der Leitung von Prof. Dr. Antonio Abate durch eine neuartige Beschichtung der Grenzfläche zwischen Perowskitschicht und dem Top-Kontakt die Stabilität drastisch erhöht. Dabei stieg der Wirkungsgrad auf knapp 27 Prozent, was dem aktuellen state-of-the-art entspricht. Dieser hohe Wirkungsgrad nahm auch nach 1.200 Stunden im Dauerbetrieb nicht ab. An der Studie waren Forschungsteams aus China, Italien, der Schweiz und Deutschland beteiligt. Sie wurde in Nature Photonics veröffentlicht.