HZB & IKZ bündeln ihre Kompetenzen bei kristallinen Energie- und Quantenmaterialien
Die Teilnehmer nach der Unterzeichnung des Kooperationsvertrags zwischen IKZ und HZB in Corona-konformen Abstand: (von links nach rechts) Dr. Andreas Popp (IKZ), Dr. Manuela Urban (FVB), Dr. Peter Gaal (IKZ), Prof. Dr. Catherine Dubourdieu (HZB), Prof. Dr. Thomas Schröder (IKZ), Prof. Dr. Bernd Rech (HZB), Thomas Frederking (HZB). © Sandra Fischer/HZB
Am 11. September 2020 unterzeichneten das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und das Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) ein Kooperationsabkommen, um die gemeinsame Forschung an Energie- und Quantenmaterialien voran zu bringen. Im Rahmen der Kooperation werden auch neuartige Röntgenoptiken für Synchrotronstrahlungsquellen entwickelt.
Das IKZ arbeitet seit vielen Jahren eng mit dem HZB zusammen: Einerseits nutzen IKZ-WissenschaftlerInnen die Strahlungsquelle BESSY II des HZB für ihre materialwissenschaftlichen Untersuchungen, andererseits entwickeln und fertigen die KristallzüchterInnen des IKZ Komponenten, welche die besonderen Eigenschaften von BESSY II zur Geltung bringen.
„Wir freuen uns sehr, dass wir mit dem Kooperationsvertrag unsere enge Zusammenarbeit noch verstärken können“, sagt Prof. Dr. Bernd Rech, wissenschaftlicher Geschäftsführer am HZB. „An BESSY II bieten wir eine Vielfalt an röntgenanalytischen Methoden für die Analyse komplexer Materialsysteme. Im Rahmen unserer Kooperation können wir unsere sich ergänzenden Kompetenzen gezielt einsetzen, um gemeinsam Forschungsgebiete in der Energieforschung und den Quantentechnologien zu erschließen.“
Auch Prof. Thomas Schröder, wissenschaftlicher Direktor am IKZ betont die Chancen der Zusammenarbeit beider Forschungseinrichtungen. "Das IKZ ist sehr daran interessiert, mit dem HZB gemeinsame F&E-Projekte zu Materialien für die Photovoltaik und Leistungselektronik zu initiieren. Darüber hinaus evaluieren wir Möglichkeiten, unser gemeinsames Potential im Hinblick auf Zukunftsthemen wie z.B. die Quantentechnologie zu bündeln, um eine möglichst große Wirkung in diesem Forschungsgebiet zu entfalten.“ Da Prof. Schröder selbst einen Teil seiner Karriere in der Synchrotron-Forschung absolviert hat, gibt es auch einen engen persönlichen Bezug zur Material- und Methodenentwicklung für die Großgeräteforschung. „Heute freue ich mich, dass das IKZ neue F&E-Projekte mit BESSY II beginnen kann, um mit unseren kristallinen Materialien die Synchrotronquellen z.B. durch aktive und passive Röntgenoptiken zu unterstützen.“
Kurzinfo zum IKZ:
Das IKZ in Berlin-Adlershof ist ein internationales Kompetenz-Zentrum für Wissenschaft, Technologie, Service und Transfer im Bereich kristalliner Materialien. Das Forschungs- und Entwicklungs-Spektrum reicht dabei von Themen der Grundlagen- und Anwendungs-Forschung bis hin zu vorindustriellen Forschungsaufgaben. Das IKZ erarbeitet Innovationen in kristallinen Materialien durch seine Expertise in Anlagenbau, numerischer Simulation und Kristallzüchtung zur Erzielung kristalliner Materialien höchster Qualität und mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Das Alleinstellungsmerkmal des Instituts ist die Forschung an Volumenkristallen. Diese Arbeiten werden begleitet durch Forschung und Entwicklung an Nanostrukturen und dünnen Filmen und eine starke theoretische und experimentelle Materialforschung.
- Erstmals gesicherte Zahlen: Investitionen in BESSY lohnen sich für Berlin und DeutschlandEine Wirkungsanalyse des DIW Econ zeigt den wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Wert von BESSY II. Jeder investierte Euro bringt Deutschland drei Euro ein, dem Land Berlin sogar zehn Euro. Darüber hinaus gibt die Studie eine wirtschaftliche Prognose zum Bau von BESSY III.
Die Wirkungsanalyse wurde am 3. September 2026 an Dr. Henry Marx, Staatssekretär für Wissenschaft und Forschung im Berliner Senat übergeben. Er befürwortet Investitionen und setzt sich mit Nachdruck für BESSY III ein. - BESSY II gibt Einblick in die Oxidationsprozesse von KupferBevor sich reines Kupferoxid bildet, entstehen komplexe Superstrukturen aus Kupfer- und Sauerstoffatomen wie „29“CuxO. Einblicke in diese „29“-CuxO-Superstruktur sind relevant für die Katalysatorforschung und den Korrosionsschutz bei der Entwicklung von Kupferbehältern für Endlager für radioaktive Abfälle.
- BESSY II: Aufgedampfte Perowskit-Schichten in Tandem-Solarzellen verbessertPerowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen erzielen deutlich höhere Wirkungsgrade als reine Silizium-Solarzellen. Ein besonders attraktives Verfahren, um diese Tandem-Solarzellen zu produzieren, ist die Co-Verdampfung der Perowskit-Vorläufermoleküle auf die Silizium-Teilzelle. Ein Team am HZB hat nun das Schichtwachstum auf Nanometerskala an BESSY II analysiert und einen neuen Weg gefunden, die Qualität der Perowskit-Schicht zu verbessern: Das Einbringen einer dünnen Keimschicht aus Cäsiumchlorid zwischen die beiden Teilzellen fördert ein gleichmäßiges Perowskit-Wachstum und unterdrückt die Bildung von unerwünschtem Bleijodid an der Grenzfläche.