HZB Newsroom

Elektrische Energie aus Wind oder Sonne lässt sich als chemische Energie in Wasserstoff speichern, einem hervorragenden Kraftstoff und Energieträger. Voraussetzung dafür ist allerdings die effiziente Elektrolyse von Wasser mit kostengünstigen Katalysatoren. Nanostrukturiertes Nickelsilizid kann die Effizienz der Sauerstoffentwicklungsreaktion an der Anode deutlich steigern. Dies zeigte nun ein Team aus dem HZB, der Technischen Universität Berlin und der Freien Universität Berlin im Rahmen der Forschungsplattform CatLab unter anderem auch mit Messungen an BESSY II.

Alexander Gray von der Temple University in Philadelphia, USA, arbeitet gemeinsam mit dem HZB-Physiker Florian Kronast an der Erforschung neuartiger 2D-Quantenmaterialien an BESSY II. Mit dem Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung kann er diese Zusammenarbeit nun vertiefen. Bei BESSY II will er tiefenaufgelöste röntgenmikroskopische und -spektroskopische Methoden weiterentwickeln, um 2D-Quantenmaterialien und Bauelemente für neue Informationstechnologien zu untersuchen. 

Wie umgehen mit begrenztem Platz? Städte und Kommunen müssen sich jetzt auf die Folgen des Klimawandels vorbereiten. Gründächer, begrünte Fassaden und großflächige Entsiegelungen könnten zu einem besseren Mikroklima beitragen. Aber wird der Platz nicht auch für Photovoltaik benötigt?

In einem kontroversen Gespräch loten die Experten Björn Rau (HZB, BAIP) und Jens Hasse (Deutsches Institut für Urbanistik) die Optionen aus und finden neue Lösungen.

Dr. Michelle Browne baut ab August am HZB ihre eigene Nachwuchsgruppe auf, die von der Helmholtz-Gemeinschaft für die kommenden fünf Jahre mitfinanziert wird. Die Elektrochemikerin aus Irland forscht an elektrolytisch aktiven neuartigen Materialsystemen und will Elektrokatalyseure der nächsten Generation entwickeln, zum Beispiel für die Wasserstoffproduktion. Damit findet sie am HZB eine passende Umgebung für ihr Forschungsthema.

C₆₀-Moleküle auf einem Gold-Substrat wirken komplexer als ihr Vorbild aus Graphen, haben aber viel gewöhnlichere elektronische Eigenschaften. Dies zeigen nun Messungen mit ARPES an BESSY II und ausführliche Berechnungen.

Bei industriellen Prozessen entstehen immer auch feinkörnige Rückstände. Diese finden nur selten den Weg zurück in die industrielle Wertschöpfungskette, sondern werden meist entsorgt und stellen ein potenzielles Umweltrisiko dar. Das Projekt FINEST erfasst und untersucht verschiedene dieser Feinststoffströme mit dem Ziel, neue Konzepte zu entwickeln, um sie im Kreislauf zu halten und verbliebene Reststoffe gefahrlos abzulagern. FINEST konnte sich beim Nachhaltigkeitswettbewerb der Helmholtz-Gemeinschaft durchsetzen und wird nun 5 Millionen Euro gefördert.

Oxidationsstufen von Übergangsmetallen beschreiben, wie viele Elektronen eines Elements bereits an Bindungen beteiligt sind und wie viele noch für weitere Reaktionen zur Verfügung stehen. Teams aus Berlin und Freiburg haben nun die höchste Oxidationsstufe von Rhodium entdeckt. Dies deutet darauf hin, dass Rhodium mehr Valenzelektronen in chemische Bindungen einbringen kann, als bisher angenommen. Diese Erkenntnis könnte für das Verständnis von katalytischen Reaktionen mit Beteiligung von Rhodium von Bedeutung sein. Das Ergebnis wurde von der Zeitschrift Angewandte Chemie als "Very Important Paper" eingestuft.

Eine Studie hat erstmals die Umweltauswirkungen von industriell hergestellten Perowskit-auf-Silizium-Tandem-Solarmodulen über den gesamten Lebenszyklus bewertet. Dabei stellte Oxford PV die Tandem-Solarmodule sowie Prozessdaten aus seiner Serienfertigung in Deutschland zur Verfügung. Das Ergebnis: Die innovativen Tandem-Solarmodule sind über ihre Lebensdauer sogar noch umweltfreundlicher als herkömmliche Silizium-Heterojunktion-Module. Die Studie wurde im Fachjournal Sustainable Energy & Fuels veröffentlicht.

Flüssigkeiten sind schwerer zu beschreiben als Gase oder kristalline Feststoffe. Ein HZB-Team hat nun an der Swiss Light Source SLS des Paul Scherrer Instituts, Schweiz, erstmals die Potentialflächen von Wassermolekülen in flüssigem Wasser unter normalen Umgebungsbedingungen kartiert. Das trägt dazu bei, die Chemie des Wassers und in wässrigen Lösungen besser zu verstehen. Diese Untersuchungen können demnächst an der neu errichteten METRIXS-Station an der Röntgenquelle BESSY II fortgesetzt werden.

Aufgrund seines gigantischen Rashba-Effekts gilt Germaniumtellurid (GeTe) als guter Kandidat für den Einsatz in spintronischen Bauelementen. Nun hat ein Team am HZB ein weiteres faszinierendes Phänomen in GeTe entdeckt. Dafür untersuchten die Forschenden die elektronische Reaktion auf thermische Anregung der Proben. Überraschenderweise verlief die anschließende Relaxation ganz anders als bei herkömmlichen Halbmetallen. Durch die gezielte Steuerung von Details der elektronischen Struktur könnten in dieser Materialklasse neue Funktionalitäten erschlossen werden.  

Fröhliche Stimmung herrschte am letzten Samstag, den 2. Juli 2022. Denn nach zwei Jahren Online-Format aufgrund der Corona-Pandemie konnte die Veranstaltung endlich wieder vor Ort stattfinden. Diesmal öffnete das HZB seine Türen am Standort Adlershof und lud zu Rundgängen durch BESSY II und zu einem Besuch der Energiestraße ein. Fast 2700 Menschen waren ans HZB gekommen und haben sich bis um Mitternacht gut unterhalten. 

Wichtige Info: Am HZB gilt zur LNDW die FFP2-Maskenpflicht in Innenräume ab 14 Jahren.

Wie lassen sich Solarzellen noch effizienter herstellen? Wieso ist „grüner“ Wasserstoff so wichtig für unsere Zukunft? Warum braucht Berlin einen Beschleuniger, um Materialien zu durchleuchten? Die Antworten gibt es bei der Langen Nacht der Wissenschaften. Am 2. Juli 2022 öffnet das HZB von 17 bis 24 Uhr am Standort Adlershof seine Türen und lädt Groß und Klein zum Experimentieren und Staunen ein.

Hochentropie-Legierungen aus 3d-Metallen haben faszinierende Eigenschaften, die Anwendungen im Energiesektor in Aussicht stellen. Ein internationales Team hat nun lokale Verschiebungen auf atomarer Ebene in einer hochentropischen Cantor-Legierung aus Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel untersucht. Mit spektroskopischen Analysen an BESSY II und statistischen Simulationen konnten sie das Verständnis dieser Materialgruppe deutlich erweitern.

Die Stiftung Werner-von-Siemens-Ring hat Prof. Dr. Olga Kasian in Anerkennung ihrer herausragenden wissenschaftlichen Leistungen in ihr Netzwerk aufgenommen. Olga Kasian leitet eine Nachwuchsgruppe zu Elektrokatalyse am HZB und ist Professorin an der Universität Erlangen-Nürnberg. Die Stiftung zeichnet seit 1977 junge Forscher*innen der Technik- und Naturwissenschaften aus und bietet ihnen einzigartige Möglichkeiten zur interdisziplinären Vernetzung.

Am Freitag, den 17. Juni, war eine Delegation aus Singapur zu Gast am HZB. Heng Swee Keat, stellvertretender Premierminister von Singapur, wurde vom Botschafter von Singapur in Berlin, Laurence Bay, sowie von Vertreter*innen aus Forschung und Wirtschaft begleitet.

An der Röntgenstrahlungsquelle SESAME in Jordanien ist eine neue Experimentierstation eröffnet worden: HESEB, die Helmholtz-SESAME Beamline, ist von fünf Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft unter Federführung von DESY konzipiert worden.

Mit konventionellen Methoden ist es extrem aufwändig, den spektralen Fingerabdruck von größeren Molekülen zu berechnen. Dies ist aber eine Voraussetzung, um experimentell gewonnene Messdaten korrekt zu interpretieren. Nun hat ein Team am HZB mit selbstlernenden Graphischen Neuronalen Netzen sehr gute Ergebnisse in deutlich kürzerer Zeit erzielt.

Teams aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und dem University College London (UCL) haben zum ersten Mal die Wasserverteilung in einer Brennstoffzelle dreidimensional und in Echtzeit visualisiert. Dafür werteten sie Messdaten aus, die noch an der Neutronenquelle BER II am HZB gewonnen wurden. Die Analyse öffnet neue Möglichkeiten zu effizienteren und damit kostengünstigeren Brennstoffzellen.

Am Helmholtz-Zentrum Berlin arbeiten Menschen aus vielen verschiedenen Ländern und bereichern das Zusammenleben. Für unser Kochbuch haben Mitarbeitende und Gastforschende aus sechs Kontinenten ihre Lieblingsrezepte zusammengetragen.

Ronen Gottesman ist seit fünf Jahren Wissenschaftler am HZB-Institut für Solare Brennstoffe. Er hat das Team für gepulste Laserdeposition aufgebaut und neuartige komplexe Metall-Oxid-Halbleiter-Lichtabsorber für die photoelektrochemische Wasserspaltung entwickelt, mit dem Ziel, "grünen Wasserstoff" zu erzeugen. Nun folgt er einem Ruf an das Institut für Chemie an der Hebrew University in Jerusalem (HUJI), Israel, wo er seine eigene Forschungsgruppe leiten wird. 

Viele Menschen leiden an Zinkmangel, welcher Immunschwäche bei Erwachsenen und insbesondere bei Kindern zur Folge hat. Dies ist z.B. in der mexikanischen Bevölkerung eine Herausforderung für das Gesundheitssystem. Forschende vor Ort suchen nach Erklärungen und haben mit einer internationalen Gruppe von Synchrotronexpert*innen neue Erkenntnisse gewonnen – und zwar an Drosophila-Fliegen, die als Modellsystem auch für den menschlichen Zink-Stoffwechsel dienen können.
Dank Strahlzeiten an BESSY II und an der SLS (PSI) konnten sie aufzeigen, dass die Zinkvorräte in Drosophila-Fliegen vom Tryptophan-Gehalt in der Nahrung abhängen.

JOHANNESBURG, Südafrika, 24. Mai 2022:  Im Forschungsprojekt CARE-O-SENE entwickeln Partner aus Deutschland und Südafrika neue Katalysatoren für grüne Flugtreibstoffe.

Das Unternehmen Sasol und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) werden ein Konsortium leiten, das Katalysatoren der nächsten Generation entwickeln und optimieren will. Diese spielen eine Schlüsselrolle für die Entwicklung nachhaltiger Flugtreibstoffe (sustainable aviation fuels - SAF) und sind Grundlage für einen nachhaltigen Luftfahrtsektor.

Die Röntgenquelle BESSY II befindet sich in einem dreimonatigen Shutdown. In dieser Zeit wird die Niederspannungshauptverteilung im Versorgungsgebäude außerhalb des Elektronenspeicherrings erneuert. Dies sichert den langfristigen stabilen Betrieb von BESSY II über das nächste Jahrzehnt hinaus.

Neue energieeffiziente IT-Bauelemente arbeiten häufig nur bei extrem tiefen Temperaturen stabil. Daher kommt es entscheidend auf eine sehr gute Wärmeisolierung solcher Elemente an, was die Entwicklung von Materialien mit extrem niedriger Wärmeleitfähigkeit erfordert. Ein Team am HZB hat nun mit einem neuartigen Sinterverfahren nanoporöse Silizium-Aluminium-Proben hergestellt, in welchen Poren und Nanokristallite den Transport von Wärme behindern und so die Wärmeleitfähigkeit drastisch reduzieren. Die Forschenden haben ein Modell für die Vorhersage der Wärmeleitfähigkeit entwickelt, das anhand von Messdaten zur Mikrostruktur der Proben und deren Wärmeleitfähigkeit bestätigt wurde. Damit liegt erstmals eine Methode für die gezielte Entwicklung von komplexen porösen Materialien mit ultraniedriger Wärmeleitfähigkeit vor.

Magnetische Nanostrukturen sind vielversprechende Werkzeuge für medizinische Anwendungen. Eingebaut in biologische Vehikel, lassen sich diese dann durch externe Magnetfelder an ihren Einsatzort im Körper steuern, wo sie Medikamente freisetzen oder Krebszellen zerstören können. Dazu ist jedoch die genaue Kenntnis der magnetischen Eigenschaften solcher Nanoteilchen nötig. Bisher konnten solche Informationen nur gemittelt über tausende Nanopartikel gewonnen werden. Nun hat ein Team am HZB eine Methode entwickelt, um die charakteristischen Parameter jedes einzelnen magnetischen Nanopartikels zu bestimmen.

Das HZB hat am 16. Mai 2022 eine Delegation des brasilianischen Ministeriums für Wissenschaft, Technologie und Innovation (MCTI). Der Vize-Forschungsminister Sergio Freitas de Almeida zeigte sich bei seinem Rundgang beeindruckt von den vielfältigen Forschungsaktivitäten des HZB, um die Umstellung auf eine klimaneutrale Energieversorgung in der Gesellschaft voranzutreiben.

Drei Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft – DESY, HZDR und HZB – haben ihre gemeinsame Strategie für beschleunigerbasierte Lichtquellen Bundestagsabgeordneten vorgestellt.

Der König Carl XVI. Gustaf von Schweden sowie eine Gruppe Unternehmenslenker großer Konzerne wie Ericsson, Nordholt, Vattenfall, ABB, Schneider Electric und schwedische Vertreter aus dem öffentlichen Sektor und der Wissenschaft besuchten am 11. Mai 2022 den Technologiepark Adlershof.

Das zum 1. Mai neu gegründete HZB-Institut für Elektronische Struktur Dynamik entwickelt experimentelle Techniken und Infrastrukturen, um die Dynamik elementarer mikroskopischer Prozesse in neuartigen Materialsystemen zu untersuchen. Auf Basis dieser Erkenntnisse lassen sich funktionale Materialien mit besonderen Eigenschaften für nachhaltige Technologien gezielt optimieren.

Ein Team am EPR4Energy-Joint lab von HZB und MPI CEC hat ein neues Verfahren der THz-EPR-Spektroskopie entwickelt, um die katalytische Aktivierung von molekularem Sauerstoff durch Kupferkomplexe zu untersuchen. Die Methode erlaubt Einblicke in bisher nicht zugängliche Spin-Spin-Wechselwirkungen und die Funktion neuartiger katalytischer und magnetischer Materialien.

Professor Alexei Gruverman wurde im Oktober 2020 mit einem Humboldt-Forschungspreis ausgezeichnet. Wegen der COVID-Pandemie konnte er erst in diesem Jahr nach Deutschland reisen und ist nun für einige Monate zu Gast am Institut "Funktionale Oxide für energieeffiziente Informationstechnologie" am Helmholtz-Zentrum Berlin.

Synchrotronstrahlungsquellen sind seit 75 Jahren unverzichtbar für den Erkenntnisgewinn. Dr. Antje Vollmer spricht über die internationale Vernetzung, einen neuen Rekord an der Röntgenquelle BESSY II – und darüber, wie sie allein schon an den Forschungsanträgen ablesen kann, welche gesellschaftlichen Probleme gerade besonders drängend sind.

Um die besonders günstigen Eigenschaften von Perowskit-Halbleitern für Solarzellen zu erklären, kursieren verschiedene Hypothesen. So sollten Polaronen oder auch ein gigantischer Rashba-Effekt eine große Rolle spielen. Ein Team an BESSY II hat diese Hypothesen nun experimentell widerlegt. Damit grenzen sie die möglichen Ursachen für die Transporteigenschaften weiter ein und ermöglichen bessere Ansätze zur gezielten Optimierung dieser Materialklasse.

Der Klimawandel treibt Amran Al-Ashouri um. Als Physiker weiß er, wie dringend und rasch Maßnahmen greifen müssen, damit der Temperaturanstieg weltweit auf 1,5 bis zwei Grad beschränkt bleibt. Privat engagiert sich der 29-jährige Naturwissenschaftler daher beim Verein „climactivity“, um möglichst viele Menschen über wichtige Zusammenhänge beim Klimaschutz aufzuklären.

Die 5. Tagung zur Forschung mit Synchrotronstrahlung, Neutronen und Ionenstrahlen an Großgeräten (SNI 2022) findet vom 5. bis 7. September 2022 in Berlin statt. Aufgrund der großen Nachfrage haben wir die Frist für die Einreichung von Abstracts für die SNI2022-Konferenz bis zum 1. Mai verlängert. Nutzen Sie diese Gelegenheit und reichen Sie bis Sonntag Ihren Abstract ein!

Vom 4. bis 11. September informiert die Quantsol Summer School 2022 über Grundlagen der solaren Energieumwandlung.

Die International Summer School on Photovoltaics and New Concepts of Quantum Solar Energy Conversion (Quantsol) findet im September 2022 in Hirschegg, Kleinwalsertal, Österreich statt. Bewerbungen können bis zum 7. Juni 2022 eingereicht werden. Organisiert wird die Schule vom Helmholtz-Zentrum Berlin und der Technischen Universität Ilmenau.

In der neuen Ausgabe der lichtblick stellen wir Renske van der Veen in der Titelgeschichte vor. Sie ist seit Sommer 2021 am HZB und baut eine neue Forschungsgruppe auf. Warum sie aus den USA nach Deutschland gekommen ist und wo die kulturellen Unterschiede liegen, erzählt sie darin.

Ein Team am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) hat mithilfe von BESSY II neue Eigenschaften des Kollagens entdeckt: Während der Einlagerung von Mineralen in Kollagenfasern entsteht eine Kontraktionsspannung, die hundertfach stärker ist als die von Muskelkraft. Die Veränderungen der Kollagenstruktur wurden mittels Röntgenbeugung an der Synchrotronsstrahlungsquelle BESSY II in Berlin-Adlershof beobachtet, während die Mineralisation stattfand.

Um mit Sonnenlicht Wasser elektrolytisch aufzuspalten, werden Photoelektroden gebraucht. Kostengünstige Metalloxid-Dünnschichten mit hoher elektronischer Qualität eignen sich sehr gut dafür, doch ihre Herstellung ist komplex. Insbesondere lässt sich die Qualität der Metalloxid-Dünnschichten nur durch eine thermische Behandlung bei sehr hohen Temperaturen verbessern. Dabei würde jedoch das darunter liegende leitfähige Glassubstrat schmelzen. Ein Team am HZB-Institut für Solare Brennstoffe hat dieses Dilemma nun gelöst: Ein hochintensiver Lichtpuls heizt die halbleitende Metalloxid-Dünnschicht blitzschnell direkt auf, ohne das Substrat zu beschädigen.

Wer sich mit Physik beschäftigt, weiß: Zwischen Quantenphysik und Gravitationstheorie klafft ein ziemlicher Graben. Allerdings hat die theoretische Physik in den letzten Jahrzehnten mit Hilfe einer plausiblen Vermutung eine „Brücke“ konstruiert, um diesen Graben zu überwinden. Das hilft dabei, das Verhalten von komplexen Quanten-Vielkörpersystemen zu beschreiben, zum Beispiel von Schwarzen Löcher und Wurmlöchern im Universum. Nun hat eine Theoriegruppe an der Freien Universität Berlin und am HZB zusammen mit Teams aus Harvard-University, USA, eine mathematische Vermutung über das Verhalten von Komplexität in solchen Systemen bewiesen, und damit die Tragfähigkeit dieser Brücke erhöht. Die Arbeit ist in Nature Physics erschienen.

Wir haben die Newsletter aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin aufgefrischt. Noch übersichtlicher, noch knapper, erhalten Sie damit jeden Monat einen Überblick über die wichtigsten Nachrichten aus dem HZB.

Mit großer Bestürzung verfolgen wir den am 24. Februar 2022 gestarteten militärischen Angriff Russlands auf die Ukraine. Wir verurteilen diesen schwerwiegenden Bruch des Völkerrechts. Wir sorgen uns um alle Einwohner*innen der Ukraine und besonders um die vom Krieg betroffenen Forschenden und Studierenden. Ihnen gilt unsere besondere Solidarität.

Photosäuren sind Moleküle, die nach elektronischer Anregung ein Proton freisetzen und so den Säuregrad einer Flüssigkeit erhöhen. Die Pionierarbeit von Theodor Förster hat für solche Moleküle die direkte Beziehung zwischen der Wellenlänge der optischen Absorption und den Säureeigenschaften aufgezeigt, mit der die Erhöhung des Säuregrades im ersten elektronisch angeregten Zustand quantifiziert werden kann. Zugrundeliegende vollständige Beschreibungen der mikroskopischen Effekte die das Photosäure-Phänomen erklären sind jedoch seither spärlich geblieben. Ultraschnelle Röntgenspektroskopie, bei der die elektronische Struktur einer protonenliefernden Gruppe einer aromatischen Amin-Photosäure lokal untersucht wird, hat nun einen direkten Einblick in die Veränderungen der elektronischen Struktur ermöglicht. Die seit langem offene Frage nach der Photoazidität ist nun endlich geklärt: Die wichtigsten elektronischen Strukturänderungen finden auf der Basenseite des sogenannten Förster-Zyklus statt, während die Säureseite eine untergeordnete Rolle spielt. 

Eine internationale Kooperation hat Proben von NdBi-Kristallen untersucht, die interessante magnetische Eigenschaften aufweisen. Bei ihren Experimenten, darunter Messungen an BESSY II, konnten sie Hinweise auf so genannte Fermi-Bögen im antiferromagnetischen Zustand der Probe bei tiefen Temperaturen finden. Diese Beobachtung wird durch bestehende theoretische Vorstellungen noch nicht erklärt und eröffnet faszinierende Möglichkeiten, diese Art von Materialien für innovative Informationstechnologien zu nutzen, die auf Spins statt auf Elektronen basieren.

Am Freitag, den 18. März 2022 war die Staatssekretärin Armaghan Naghipour in Adlershof und hat das HZB besucht.

Ein Team am HZB hat eine Methode entwickelt, um tautomere Gemische zu untersuchen. Mit resonanter inelastischer Röntgenstreuung (RIXS) an BESSY II lassen sich nicht nur die Anteile der jeweiligen Tautomere exakt bestimmen, sondern auch die Eigenschaften jedes Tautomers. Damit liefert die Methode auch detaillierte Informationen über ihre biologische Funktion. In der Studie wurde die Technik auf das Keto-Enol-Gleichgewicht angewendet, das bei vielen biologischen Prozessen eine Rolle spielt. Auf dem Titelblatt weist das "The Journal of Physical Chemistry Letters" auf die Arbeit hin.

Das HZB ist ein Arbeitgeber, der die Diversität seiner Mitarbeitenden umfassend stärkt und pflegt. Dazu bekennt sich das HZB öffentlich durch die Unterzeichnung der Charta der Vielfalt. Träger der Charta ist ein Verein, der sich dafür einsetzt, Diversity in der Arbeitswelt zu verankern.

Sonderforschungsbereiche ermöglichen es vor allem den Universitäten, eigene Forschungskapazitäten bis auf internationales Spitzenniveau aufzubauen. Im Transregio-Sonderforschungsbereich 227 Ultrafast Spin Dynamic haben die Freie Universität Berlin und die Universität in Halle-Wittenberg auch das HZB als Partner eingebunden. Dabei nimmt die Slicing-Facility von BESSY II eine zentrale Rolle ein. Mit hervorragenden Ergebnissen aus der ersten Phase hat der Transregio-SFB 227 seine erste Zwischenbegutachtung abgeschlossen und bereitet sich nun auf die kommenden Herausforderungen vor. Ein Gespräch mit den beiden HZB-Physikern Niko Pontius und Christian Schüssler-Langeheine über die Bedeutung von solchen Förderprogrammen für das Forschungsgebiet.

Die Beratungsstelle BAIP für bauwerkintegrierte Photovoltaik ist als Wissenstransfer-Projekt in 2019 gestartet, gefördert aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft. BAIP informiert die Bauwelt über die vielfältigen Möglichkeiten gebäudeintegrierter Photovoltaik – und das mit sehr großem Erfolg. Nach einer sehr guten Evaluierung übernimmt das HZB die Beratungsstelle nun in die Grundfinanzierung.

Dr. Katarzyna Siewierska kommt als Postdoc-Humboldt-Forschungsstipendiatin in die Gruppe von Prof. Alexander Föhlisch. Sie hat am Trinity College in Dublin, Irland, promoviert und will in den nächsten zwei Jahren an BESSY II die elektronische Struktur und die Spindynamik von halbmetallischen dünnen Filmen untersuchen. Ein besseres Verständnis dieser spintronischen Materialklasse könnte den Weg in eine „grüne“ energieeffiziente Informationstechnologie bereiten.

Q CELLS und das Helmholtz-Zentrum Berlin haben eine serienreife Silizium-Bottom-Zelle auf Basis der Q.ANTUM-Technologie und eine Top-Zelle auf Basis der Perowskit-Technologie kombiniert. Die 2-Terminal-Tandem-Solarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von 28,7% und damit einen neuen Weltrekord.

Viele unterschiedliche Halbleitermaterialien kommen für Solarzellen in Frage. In den letzten Jahren haben insbesondere die Perowskit-Halbleiter Aufsehen erregt, die sowohl preiswert als auch leicht zu verarbeiten sind und hohe Wirkungsgrade ermöglichen. Nun zeigt eine Studie mit 15 Forschungseinrichtungen, wie sich mit Terahertz- (TRTS) und Mikrowellen-Spektroskopie (TRMC) zuverlässig Mobilität und Lebensdauer der Ladungsträger ermitteln lassen. Aus diesen Messdaten ist es möglich, den potenziellen Wirkungsgrad der Solarzelle vorherzusagen und die Verluste in der fertigen Zelle einzuordnen.  

Die 5. Tagung zur Forschung mit Synchrotronstrahlung, Neutronen und Ionenstrahlen an Großgeräten (SNI 2022) findet vom 5. bis 7. September 2022 in Berlin statt. Die Registrierung für die vom HZB organisierte Tagung ist jetzt offen. Bis zum 26. Juni gilt der Early-Bird-Tarif.

Die Massenfertigung von Silizium-Solarzellen nutzt so genannte PERC-Zellen, sie gelten als „Arbeitspferde“ der Photovoltaik. Nun haben zwei Teams vom HZB und dem Institut für Solarenergie-Forschung in Hameln (ISFH) gezeigt, dass solche Standard-Silizium-Zellen als Basis für Tandemzellen mit Perowskit-Topzellen geeignet sind. Aktuell liegt der Wirkungsgrad der Tandemzelle zwar noch unterhalb dem von optimierten PERC-Zellen allein, könnte aber durch gezielte Optimierungen rasch auf bis zu 29,5 % gesteigert werden. Die Forschung wurde im Rahmen eines Verbundprojekts durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.

2021 war für die internationale Forschung kein einfaches Jahr: Durch Lockdown und Einreiseverbote war die Wissenschaft von der pandemischen Lage stark betroffen. Die Experimente an der Röntgenquelle BESSY II in Berlin-Adlershof wurden dennoch auf hohem Niveau weitergeführt – auch dank neuer Remote-Angebote. Die Zahlen im Überblick.

Am 17. Februar 2022 wurde zum 20. Mal der Dissertationspreis Adlershof verliehen. Dr. Amran Al-Ashouri (3.v.r.) aus der HZB-Nachwuchsgruppe „Perowskit-Tandemsolarzellen“ erhielt die mit 3.000 Euro dotierte Auszeichnung. Der Physiker erforscht, wie sich mithilfe neuer organischer Kontaktschichten hocheffiziente Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen optimieren lassen.

Lithium-Schwefel-Akkus (Li/S) haben deutlich höhere Energiedichten als konventionelle Lithium-Ionen-Akkus, altern allerdings sehr rasch. Nun hat ein Team am HZB erstmals Li/S-Akkus im industrierelevanten Pouchzellen-Format mit unterschiedlichen Elektrolyten untersucht. An der Studie waren auch Teams der TU Dresden sowie des Fraunhofer-IWS beteiligt. Mit einer eigens entwickelten Messzelle können Impedanz, Temperatur, und Druck zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst und mit radiographischen Aufnahmen kombiniert werden. Die Auswertung zeigt, wie sich der Elektrolyt auf die Bildung von unerwünschten Schwefelpartikeln und Polysulfiden auswirkt. Die Studie ist im renommierten Fachjournal Advanced Energy Materials publiziert.

Grüner Wasserstoff benötigt hocheffiziente (Elektro-)Katalysatoren. Auch für die chemische Industrie, die Düngemittelproduktion und andere Wirtschaftszweige sind Katalysatoren unerlässlich. Neben den Übergangsmetallen sind inzwischen eine Vielzahl anderer metallischer oder nichtmetallischer Elemente in den Fokus der Forschung gerückt. In einem Übersichtsartikel geben Experten des CatLab am HZB und der Technischen Universität Berlin einen Überblick über den aktuellen Wissensstand und einen Ausblick auf zukünftige Forschungsfragen.

Den wissenschaftlichen Nachwuchs am HZB bestmöglich zu begleiten – dieses Ziel verfolgt das HZB seit langem. Nun soll diese Aufgabe noch stärker strategisch gestaltet werden. Dafür hat sich im Januar 2022 ein neues Gremium, „HZB Succeed“ gegründet.

In einer Sondersitzung hat der Aufsichtsrat des HZB am 8. Februar 2022 Prof. Jan Lüning als wissenschaftlichen Geschäftsführer des HZB abberufen. Lüning hatte im Dezember um seine Abberufung gebeten, dieser Bitte ist der Aufsichtsrat nun gefolgt.

Ab diesem Jahr hat das HZB eine neue Karrierewebseite.

Anfang 2022 hat Eva Unger ihre Ernennungsurkunde zur W2-Professorin an der Humboldt-Universität zu Berlin erhalten. Prof. Dr. Eva Unger leitet am HZB ein großes Team und entwickelt aufskalierbare Technologien zur Herstellung von Perowskit-Halbleitern für preisgünstige und hocheffiziente Solarzellen.

Die meisten Bakterien haben die Fähigkeit, sich zu Gemeinschaften zusammenzuschließen. Sie bilden Biofilme, die auf den unterschiedlichsten Oberflächen haften und schwer zu entfernen sind. Dies kann zu großen Problemen führen, zum Beispiel in Krankenhäusern oder in der Lebensmittelindustrie. Nun hat ein internationales Team unter Leitung der Hebrew University, Jerusalem, und der Technischen Universität Dresden ein Modellsystem für Biofilme an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II am HZB und der ESRF in Grenoble untersucht und dabei herausgefunden, welche Rolle die Strukturen im Inneren des Biofilms bei der Verteilung von Nährstoffen und Wasser spielen.

Die TeraHertz-Elektronenspinresonanz (THz-EPR) bei BESSY II liefert wichtige Informationen über die elektronische Struktur neuartiger magnetischer Materialien und Katalysatoren. Mitte Januar 2022 haben die Forschenden am betreffenden Strahlrohr einen neuen, supraleitenden 12-T-Magneten in Betrieb genommen, der neue wissenschaftliche Erkenntnisse verspricht.

Eine wissenschaftliche Fragestellung in ein Produkt zu verwandeln, das ist die Anforderung, die die Gewinner des HZB Technologietransferpreises erfüllen sollten. Das Team um Tobias Henschel, Bernd Stannowski und Sebastian Neubert hat dabei mehr als nur einen Preis gewonnen.

Wir suchen junge exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Lust zur Führung! Wollen Sie ein innovatives Forschungsprojekt in einem der Forschungsbereiche des HZB durchführen? Dann bewerben Sie sich bis zum 28.02.2022 bei uns!

Mit einem Tintenstrahldruckverfahren haben Teams aus dem Innovation Lab HySPRINT am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) Photodetektoren auf Basis von hybriden Perowskit-Halbleitern produziert. Durch gezieltes Abmischen von nur drei „Tinten“ konnten sie die Eigenschaften des Halbleiters während des Druckvorgangs präzise einstellen. Der Tintenstrahldruck ist in der Industrie eine etablierte Herstellungsmethode, die eine schnelle und kostengünstige Verarbeitung von Lösungen ermöglicht. Die Ausweitung von der großflächigen Beschichtung auf die kombinatorische Materialsynthese eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung verschiedener elektronischer Komponenten in einem einzigen Druckschritt.

Aus mehr als 15 000 Fachveröffentlichungen hat ein internationales Expertenteam Daten zu Metallhalogenid-Perowskit-Solarzellen gesammelt und eine Datenbank dafür entwickelt. Die Datenbank mit ihren Visualisierungsoptionen und Analysetools ist Open Source und soll den Überblick über rasch anwachsenden Wissensstand sowie die offenen Fragen in dieser spannenden Materialklasse ermöglichen. Die Studie wurde von der HZB-Wissenschaftlerin Dr. Eva Unger initiiert und von Ihrem Postdoc Jesper Jacobsson umgesetzt und koordiniert.

In der Titelgeschichte stellen wir Felicia Laberer vor. Mit ihren 20 Jahren hat die Auszubildende schon viel erreicht, zum Beispiel den dritten Platz bei den Paralympics. Die Kanutin erzählt von ihrem Leben zwischen Berufsschule, Arbeit und Training am Olympiastützpunkt.

In diesem Jahr zeichnete der Freundeskreis des HZB die herausragende Promotionsarbeit von Dr. Fredrik Johansson (Institut des NanoSciences de Paris, CNRS, Sorbonne) mit dem Ernst-Eckhard-Koch-Preis aus. Der Europäische Innovationspreis Synchrotronstrahlung ging an Prof. Marianne Liebi und Dr. Manuel Guizar-Sicairos, beide vom Paul-Scherrer-Institut (PSI, Schweiz). Die Preisverleihung fand auf dem diesjährigen Nutzertreffen des HZB statt, das auch in diesem Jahr digital durchgeführt wurde. Rund 400 Personen haben daran teilgenommen.

Zur aktuellen Berichterstattung der BILD-Zeitung im Zusammenhang mit der Coronavirus-Pandemie erklärt die Allianz der Wissenschaftsorganisationen:

„Die BILD-Zeitung setzt mit dem Beitrag „Die Lockdown-Macher“ vom 4. Dezember 2021 ihre im vergangenen Jahr begonnene einseitige Berichterstattung gegen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fort, die ihre fachliche Expertise in den Dienst von Politik und Gesellschaft stellen, um der Coronavirus-Pandemie und ihren gerade in diesen Tagen dramatisch sichtbaren Folgen zu begegnen.

Ein internationales Team hat eine neu synthetisierte  flüssigkristalline Verbindung untersucht, die Anwendungen in der Opto-Elektronik verspricht. Einfache stäbchenförmige Moleküle mit nur einem einzigen Chiralitätszentrum ordnen sich bei Raumtemperatur von selbst zu spiralförmigen Strukturen. Durch resonante Röntgenstreuung an BESSY II konnten die Forscher*innen nun die Ganghöhe der Helixstruktur bestimmen. Mit nur etwa 100 Nanometern ist diese extrem kurz, was besonders schnelle Schaltprozesse ermöglichen könnte.

Ein internationales Team hat eine Kopplung zwischen zwei supraleitenden Regionen nachgewiesen, die durch ein ferromagnetisches Material von einem Mikrometer Breite getrennt sind. Dieser makroskopische Quanteneffekt ist als Josephson-Effekt bekannt und erzeugt einen Strom aus supraleitenden Cooper-Paaren innerhalb der ferromagnetischen Region. Messungen an BESSY II zeigten, dass der Spin der Cooper-Elektronen gleich ist. Die Ergebnisse weisen den Weg für supraleitende spintronische Anwendungen mit sehr geringem Energiebedarf, bei denen spinpolarisierte Ströme durch Quantenkohärenz geschützt sind.

Anhand von Messdaten an der britischen Neutronenquelle ISIS aus dem Jahr 2000 haben Forschungsteams nun einen Beleg für die geisterhafte Fernwirkung entdeckt, mit der magnetische Teilchen oder Spins in einem Quantenmaterial miteinander verschränkt sind. An der Auswertung war auch ein Team des HZB unter Leitung von Prof. Bella Lake beteiligt.

Das Webinar „Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) – Chance für die Photovoltaik im urbanen Kontext“ widmet sich der Photovoltaik im Gebäudesektor, der für die Klimaneutralität eine wichtige Rolle spielt.

Drei HZB-Teams unter der Leitung von Prof. Christiane Becker, Prof. Bernd Stannowski und Prof. Steve Albrecht haben es gemeinsam geschafft, den Wirkungsgrad von komplett in-house hergestellten Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen auf den neuen Rekordwert von 29,80 % zu steigern. Der Wert ist nun offiziell zertifiziert und in den NREL-Charts verzeichnet. Damit rückt die 30-Prozent-Marke in greifbare Nähe.

Welche technischen und naturbasierten Möglichkeiten sowie politischen Entscheidungen können Deutschland darin unterstützen CO₂-neutral zu sein? Diese Fragen beantwortet der neue Web-Atlas des Climate Service Center Germany (GERICS) am Helmholtz-Zentrum Hereon. Das neue Tool wendet sich an Politikerinnen und Politiker, Expertinnen und Experten sowie die interessierte Öffentlichkeit. Auch das HZB hat zum Web-Atlas beigetragen.

Der Walter-Schottky-Preis zeichnet herausragende Arbeiten von jungen Physiker*innen in der Festkörperforschung aus. Für das Jahr 2022 geht die Auszeichnung an den HZB-Physiker Dr. Felix Büttner für seine bahnbrechenden Leistungen auf dem Gebiet magnetischer Skyrmionen.

Bei ihrer ersten Paralympics-Teilnahme in Tokio gewann Felicia Laberer auf Anhieb Bronze. Für die 20-jährige Athletin ist damit ein Traum in Erfüllung gegangen – nach harten Trainingswochen. Unterstützen Sie Felicia nun bei der Wahl zur Nachwuchssportlerin des Jahres und zur Sportlerin des Jahres in Berlin! Die Abstimmung läuft nur noch wenige Tage!

In der Mechanochemie werden die Reagenzien fein gemahlen und gemischt, so dass sie sich auch ohne Lösungsmittel zum gewünschten Produkt verbinden. Durch den Verzicht auf Lösungsmittel könnte diese Technologie in Zukunft einen wichtigen Beitrag zur "grünen", umweltfreundlichen Herstellung von Chemikalien leisten. Allerdings gibt es noch große Lücken im Verständnis der Schlüsselprozesse, die bei der mechanischen Behandlung und Reaktion ablaufen. Ein internationales Team unter Leitung der Bundesanstalt für Materialforschung (BAM) hat nun an BESSY II eine Methode entwickelt, um diese Prozesse in situ mit Röntgenstreuung zu beobachten. 

Die Sendung "Die Profis" wurde am 13.11. live aus dem HZB gesendet. Nun gibt es den Podcast dazu.

Zum 20. Jubiläum veranstaltet das Russisch-Deutsche Labor am Speicherring BESSY II für Synchrotronstrahlung in Berlin am 18. und 19. November einen Online-Workshop. Dabei diskutieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über die Zukunftsperspektiven der russisch-deutschen Zusammenarbeit sowie über innovative Projekte und neue Ziele des Labors.

Als erste außeruniversitäre Forschungseinrichtung hat das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) das Diversity Audit „Vielfalt gestalten“ des Stifterverbandes durchlaufen. Das Zertifikat überreichte der stellvertretende Generalsekretär des Stifterverbands, Volker Meyer-Guckel, am 11.1.2021 dem HZB bei einer Festveranstaltung. Die Zertifizierung bescheinigt dem HZB chancengerechte Konzepte und Maßnahmen für diverse Personengruppen.

Dr. Antonio Abate untersucht Perowskit-Halbleiter für preisgünstige und hocheffiziente Solarzellen und leitet am Helmholtz-Zentrum Berlin eine große Forschungsgruppe. Nun erhält er eine W2-Professur im Fachbereich Chemie an der Universität Bielefeld.

Einem internationalen Team ist es an der Vektormagnetanlage VEKMAG an BESSY II gelungen, eine ungewöhnliche ferromagnetische Eigenschaft in einem zweidimensionalen Material nachzuweisen: eine sogenannte Anisotropie der leichten Ebene („easy-plane“). Die Ergebnisse könnten die Entwicklung von energieeffizienten Informationstechnologien weiter beflügeln und sind nun im renommierten Fachmagazin Science veröffentlicht.

Der Beschleuniger- und Kontrollsystemexperte Roland Müller hat auf einer Fachkonferenz den ICALEPCS Lifetime Achievement Award erhalten. In den mehr als dreißig Jahren seiner Karriere bei BESSY hat der Physiker viele Projekte zu Kontrollsystemen an Beschleunigern vorangebracht und sich ganz besonders für den internationalen Austausch von Wissen engagiert.

Magnetische Festkörper können mit einem kurzen Laserpuls schnell entmagnetisiert werden. Nach diesem Prinzip funktionieren die so genannten HAMR-Speicher (Heat Assisted Magnetic Recording), die bereits auf dem Markt sind. Die mikroskopischen Mechanismen der ultraschnellen Entmagnetisierung sind allerdings noch nicht vollständig geklärt. Ein HZB-Team hat an BESSY II eine Methode entwickelt, um einen dieser mikroskopischen Mechanismen quantitativ zu erfassen. Damit konnten sie nun das Element Gadolinium untersuchen, dessen magnetische Eigenschaften durch Elektronen sowohl auf der 4f- als auch auf der 5d-Schale verursacht werden. Diese Studie vervollständigt eine Reihe von Experimenten, die das Team an Nickel und Eisen-Nickel-Legierungen durchgeführt hat. Das Verständnis dieser Mechanismen ist für die Entwicklung ultraschneller Datenspeicher nützlich.

Dr. Olga Kasian untersucht, warum Katalysatoren für die solare Wasserstoffproduktion im Wirkungsgrad begrenzt sind. Nun hat die Chemikerin einen Ruf an die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) angenommen. Die W2-Professur trägt den Titel „Materialien für die elektrochemische Energieumwandlung“ und ist an der Fakultät für Ingenieurswesen angesiedelt.

Annette Pietzsch hat viele Jobs: Die Physikerin entwickelt Instrumente für BESSY II, mit denen Forschende beobachten können, wie Moleküle miteinander reagieren. Am liebsten steht sie selbst am Instrument und forscht. Deshalb ist sie vor zehn Jahren aus Schweden ans HZB gekommen.

Auf den ersten Blick sieht sie aus wie eine gewöhnliche Armbanduhr. Doch ihr Glas zapft die Energie der Sonne an. Möglich macht das eine Forschungsgruppe des Helmholtz-Zentrums Berlin. Ihre transparente Photovoltaik schaffte es jetzt sogar in die Massenproduktion und sicherte dem Team den diesjährigen HZB-Technologietransferpreis.

Ein Team am HZB und der Charles Universität in Prag hat untersucht, wie in den so genannten MAPI-Perowskit-Halbleitern Ladungsträger mit unterschiedlichen Defekten wechselwirken. Die Studie zeigt, dass ein großer Teil der Defekte eingefangene Ladungsträger schnell wieder freigibt. Die Ergebnisse können dazu beitragen, die Eigenschaften von Perowskit-Solarzellen weiter zu verbessern.

Was geschieht mit ferroelektrischen Werkstoffen, wenn ihre Dimensionen stark verkleinert werden? Ein Forscherteam am HZB konnte nun zeigen, wie sich diese Frage detailliert beantworten lässt.

Seit Jahrzehnten wurden Teilchenbeschleuniger immer größer. Inzwischen haben Ringbeschleuniger mit Umfängen von vielen Kilometern eine praktische Grenze erreicht. Auch Linearbeschleuniger im GHz-Bereich erfordern sehr große Baulängen. Seit einigen Jahren gibt es jedoch eine Alternative: „Teilchenbeschleuniger im Tischformat“, die auf der Laseranregung von Kielwellen in Plasmen (laser wakefield) basieren. Solche kompakten Teilchenbeschleuniger wären insbesondere für künftige beschleunigergetriebene Lichtquellen interessant, werden aber auch für die Hochenergiephysik untersucht. Ein Team aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat eine Methode entwickelt, um den Querschnitt der so beschleunigten Elektronenpakete präzise zu vermessen.  Dadurch rücken Anwendungen dieser neuen Beschleunigertechnologien für Medizin und Forschung näher.

Tomoskopie heißt die bildgebende Methode, in der in rascher Abfolge dreidimensionale Bilder aus dem Innern von Materialien errechnet werden. Nun hat ein Team um den HZB-Physiker Francisco García Moreno an der TOMCAT-Beamline der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS am Paul-Scherrer-Institut einen neuen Weltrekord erreicht: Mit 1000 Tomogrammen pro Sekunde ist es nun möglich, sehr schnelle Prozesse und Entwicklungen in Materialien auf der Mikrometerskala zerstörungsfrei zu dokumentieren, etwa das Abbrennen einer Wunderkerze oder das Aufschäumen einer Metall-Legierung für die Herstellung von stabilen Leichtbaumaterialien. 

Am 26. September wird nicht nur der Bundestag, sondern auch das Berliner Abgeordnetenhaus neu gewählt. In einem Positionspapier betonen nun die in Berlin Research 50 zusammengeschlossenen außeruniversitären Einrichtungen der Hauptstadt, worauf es nach der Wahl für die Forschung ankommt. Darin formulieren sie 10 Forderungen, die der künftige Senat umsetzen sollte, um Berlin als Wissenschaftsmetropole weiter zu stärken.

Am 5. Oktober wird das beste Innovationsprojekt aus dem HZB mit dem Technologietransfer-Preis 2021 ausgezeichnet. Die Preisverleihung wird ab 14 Uhr aus dem BESSY II-Hörsaal online übertragen. Informieren Sie sich schon jetzt über alle eingereichten Projekte in unserer Ausstellung, die ab 21.09 in Wannsee vor dem Kolloquiumsraum und in Adlershof vor der BESSY Cafeteria zu finden ist.

Anlässlich des 10. Geburtstags hat die Fachzeitschrift RSC Advances der Royal Society of Chemistry (RSC) die Publikation eines HZB-Teams für ihre Jubiläumszusammenstellung ausgewählt. Die Arbeit aus dem HZB gilt als einer der bedeutendsten Beiträge der letzten Jahre im Bereich Solarenergie. Die ausgewählten 23 Publikationen seien sehr häufig zitiert oder heruntergeladen worden und böten einen wertvollen Vorteil für die weitere Forschung, heißt es in der Begründung der Zeitschrift. 

Grenzflächen in Halbleiter-Bauelementen oder Solarzellen spielen für ihre Funktionalität eine entscheidende Rolle. Dennoch war es bislang oft schwierig, mit spektroskopischen Verfahren angrenzende Dünnschichten getrennt zu untersuchen. Ein HZB-Team hat an BESSY II zwei verschiedene spektroskopische Methoden kombiniert und an einem Modellsystem demonstriert, wie gut die Unterscheidung damit gelingt.

Was für ein Rennen! Mit gerade einmal 20 Jahren fuhr Felicia Laberer im Einer-Kajak der Konkurrenz beim Paralympics-Finale in Tokio davon und holte Bronze für Deutschland.

Im Beisein des Staatssekretärs für Wirtschaft, Energie und Betriebe des Landes Berlin, Christian Rickerts, hat das HZB am 6. September 2021 die Solarfassade eines Forschungsneubaus offiziell in Betrieb genommen. Das Besondere daran: Die elegante Fassade erzeugt nicht nur bis zu 50 Kilowatt Strom (Peak-Leistung). Sie liefert gleichzeitig auch wichtige Erkenntnisse über das Verhalten der Solar-Module bei verschiedenen Witterungsbedingungen.   

Felicia Laberer gewinnt in Tokio bei den Paralympics 2021 die Bronzemedaille. Wir freuen uns mit ihr und gratulieren von ganzem Herzen. Am HZB macht die 20-Jährige eine Lehre als Kauffrau für Büromanagement. Im Juni hatte die Leistungssportlerin im Kanu bereits die Europameisterschaft gewonnen.

Quanteneffekte machen sich vor allem bei extrem tiefen Temperaturen bemerkbar, was ihren Nutzen für technische Anwendungen einschränkt. Dünnschichten aus MnSb₂Te₄ zeigen jedoch neue Talente, weil sie zu einem kleinen Überschuss an Mangan neigen. Offenbar sorgt die entstehende Unordnung für spektakuläre Eigenschaften: Das Material erweist sich als Topologischer Isolator und ist ferromagnetisch bis zu vergleichsweise hohen Temperaturen von 50 Kelvin, zeigen Messungen an BESSY II.  Damit kommt diese Materialklasse für Quantenbits in Frage, aber auch generell für die Spintronik oder Anwendungen in der Hochpräzisions-Metrologie.

Winzige Strukturen im Inneren von Lithium-Batterien können die Lebensdauer der Energiespeicher stark einschränken. Den Prozess dahinter hat nun ein Forscherteam vom HZB genauer untersucht. Ihre Ergebnisse liefern Ansatzpunkte für langlebigere und sicherere Lithium-Batterien.

Was war los am HZB in den Jahren 2019 und 2020? Eine ganze Menge! Werfen Sie doch einfach einmal einen Blick in unseren Highlight-Bericht, in dem wir Ihnen in aller Kürze die wichtigsten wissenschaftlichen Höhepunkte präsentieren, zum Beispiel unsere Weltrekorde bei Tandem-Solarzellen, die Teams aus dem HZB erzielen konnten.

Anlässlich des 200. Geburtstags von Hermann von Helmholtz ehrt das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) seinen Namensgeber mit einer Festveranstaltung in Berlin-Adlershof. Der Universalgelehrte Helmholtz inspiriert die Forschenden auch heute noch, ganz besonders bei der Planung einer beschleunigerbasierten Lichtquelle der neuesten Generation, die das HZB auf der Veranstaltung vorstellt. Sie soll Licht besonderer Qualität für die Forschung erzeugen. Der Regierende Bürgermeister, Michael Müller, betont dabei die Bedeutung eines neuen Elektronenspeicherrings für den Forschungsstandort Berlin.

Neue technologische Lösungen sind zur Eindämmung des Klimawandels gefragt. Expert*innen sind sich einig, dass der grüne Wasserstoff dabei ein wichtiger Baustein ist. Durch den Zusammenschluss international renommierter Forschungspartner und der Industrie sollen nun neuartige Katalysatoren entwickelt und auf den Weg gebracht werden. Sie sind entscheidend, damit grüner Wasserstoff preiswert und effizient hergestellt werden kann. Über die ehrgeizigen Ziele des Projekts erfahren Sie mehr auf der Mittelseite.

Metall-organische Perowskit-Materialien versprechen kostengünstige und leistungsstarke Solarzellen. Einer Gruppe am HZB ist es nun gelungen, verschiedene Effekte genauer zu unterscheiden, die an einer SAM-Passivierungsschicht auftreten und die Verluste an den Grenzflächen verringern. Ihre Ergebnisse tragen dazu bei, solche funktionalen Zwischenschichten zu optimieren.

Ende 2019 wurde die Berliner Neutronenquelle BER II planmäßig abgeschaltet. Damit die hochwertigen Instrumente weiter für die Forschung genutzt werden können, ziehen sie an geeignete Neutronenquellen im In- und Ausland um. Nun ist ein weiterer Umzug vereinbart worden: Das Instrument für Kleinwinkelstreuung (VSANS) wird im Frühjahr 2022 am Breazeale-Forschungsreaktor an der Penn State University, USA, eine neue Heimat finden.

Synchrotronlichtquellen liefern brillantes Licht mit dem Fokus auf Röntgenstrahlung und haben unsere Fähigkeiten der Charakterisierung von Materialien enorm erweitert. In den Reviews of Modern Physics gibt ein internationales Team nun einen Überblick über elastische und inelastische Röntgenstreuprozesse, erläutert den theoretischen Unterbau und beleuchtet, welche Einblicke diese Methoden in physikalische, chemische, bio- und energie-relevante Themen eröffnen.

Nach der großartigen Resonanz im letzten Jahr geht die HZB Machine Learning Summer School in die nächste Runde! Du lernst von unseren Expert*innen, wie sich durch maschinelles Lernen Probleme in den Naturwissenschaften lösen lassen und wie Du dieses Wissen in eigenen Hackathon-Projekten anwenden kannst. Ohne Teilnahmegebühren! Bewerben bis 22.08.2021. Wir freuen uns auf Dich!

Die Röntgenstrukturanalyse an BESSY II ermöglicht die systematische Prüfung von vielen tausend Molekülen, die die Reproduktion und Virulenz von SARS-CoV2-Viren hemmen könnten. Nun hat ein Team am HZB mit Partnern aus Österreich und der Tschechischen Republik das Projekt NECESSITY aufgesetzt, um im Hochdurchsatzverfahren mehr als 8000 Verbindungen zu untersuchen und Wirkstoffe gegen COVID-19 zu entwickeln.

Kristallines Kobalt-Arsenid ist ein Katalysator für die Sauerstoffentwicklung bei der elektrolytischen Wasserspaltung für die Erzeugung von Wasserstoff. Das Material gilt als Modellsystem für eine interessante Gruppe von Katalysatoren, deren Leistungen sich im Lauf der Elektrolyse unter bestimmten Bedingungen steigern. Nun hat ein Team um Marcel Risch an BESSY II aufgeklärt, dass zwei gegenläufige Entwicklungen dafür verantwortlich sind. Einerseits nimmt die katalytische Aktivität der einzelnen Katalysezentren im Verlauf der Elektrolyse ab, aber gleichzeitig verändert sich auch die Morphologie der Katalysatorschicht. Unter günstigen Bedingungen kommen dadurch wesentlich mehr Katalysezentren in Kontakt mit dem Elektrolyten, so dass die Leistungsfähigkeit des Katalysators insgesamt steigen kann.

Ein Beitrag über die nachhaltige Energieversorgung durch Solarfassaden

Ein internationales Team hat in einem Nickel-Oxid-Material beim Abkühlen einen erstaunlichen Effekt beobachtet: Statt einzufrieren, nehmen bestimmte Fluktuationen mit sinkender Temperatur sogar zu. Nickel-Oxid ist ein Modellsystem, das strukturell den Hochtemperatur-Supraleitern ähnelt. Das Experiment zeigt wieder einmal, dass das Verhalten dieser Materialklasse immer Überraschungen bereithält.

Der gebürtige Potsdamer Helmholtz gilt als einer der einflussreichsten Naturwissenschaftler seiner Zeit. Am 31. August jährt sich sein 200. Geburtstag. Anlässlich des Jubiläums würdigen der Verein proWissen Potsdam, die Universität Potsdam und die Helmholtz-Gemeinschaft den Universalgelehrten Helmholtz als Genie von der Havel mit einer zweiteiligen Ausstellung am roten Bauzaun neben dem Bildungsforum und in der Wissenschaftsetage in Potsdam.

Reines Wasser ist unter Normalbedingungen ein nahezu perfekter Isolator. Metallische Eigenschaften entwickelt Wasser nur unter extremem Druck, wie er höchstens im Innern von großen Planeten herrscht. Nun hat eine internationale Kooperation mit einem ganz anderen Ansatz metallisches Wasser erzeugt und den Phasenübergang an BESSY II dokumentiert. Die Arbeit ist in Nature publiziert.

Für die Energiewende werden leistungsstarke, kompakte und günstige Batterien benötigt. Dafür forschen am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) Gruppen um Prof. Dr. Yan Lu, Dr. Ingo Manke und Dr. Sebastian Risse. Sie untersuchen und entwickeln neuartige Elektroden-Materialien, die auf Schwefel oder Silizium basieren. Nun koordiniert Risse auch noch ein großes Projekt, an dem neben Teams aus dem HZB auch die Universität Potsdam, die Technische Universität Berlin, die Technische Universität Dresden sowie das Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden beteiligt sind.

Zinnhalogenid-Perowskite gelten aktuell als beste Alternative zu den bleihaltigen Analogen, sind jedoch im Vergleich zu diesen noch deutlich weniger effizient und stabil. Nun hat ein Team um Prof. Antonio Abate aus dem HZB die chemischen Prozesse in der Perowskit-Vorläuferlösung und deren Fluoridchemie eingehend analysiert. Durch eine raffinierte Kombination von Messmethoden an BESSY II mit Kernspinresonanz konnten sie zeigen, dass Fluorid die Oxidation von Zinn verhindert, was zu einer homogeneren Filmbildung mit weniger Defekten führt und die Qualität der Halbleiterschicht erhöht.

Wissenschaftler des Helmholtz Innovation Labs HySPRINT am HZB haben Anfang April 2021 das Technologieunternehmen QYB Quantum Yield Berlin GmbH ausgegründet. Mit dem LuQY Pro bringt das Spin-Off ein Out-of-the-box Messgerät auf den Markt, mit dem sich optoelektronische Bauelemente wie Solarzellen und LEDs effizienter und ressourcenschonender optimieren lassen.

Corona-bedingt können wir leider keine Besuchergruppen am HZB empfangen und durch unser Zentrum führen. Wir möchten trotz Corona für Sie erlebbar bleiben und Ihnen Einblicke ins HZB ermöglichen. Machen Sie es sich gemütlich und starten Sie Ihren eigenen virtuellen Rundgang durch unsere Welt der Forschung. Bewegen Sie sich durch 360-Grad-Bilder, schauen Sie sich in Ruhe um und verweilen Sie an ausgewählten Stationen.

Ein Team um den HZB-Physiker Dr. Jaime Sánchez-Barriga hat neue Einblicke in die ultraschnelle Anregung und Reaktion von Toplogischen Zuständen der Materie  auf Femtosekunden-Laseranregung gewonnen. Mit zeit- und spinaufgelösten Methoden untersuchten die Physiker an BESSY II, wie das komplexe Wechselspiel im Verhalten angeregter Elektronen im Volumen und an der Oberfläche nach optischer Anregung zu einer ungewöhnlichen Spindynamik führt. Die Arbeit ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu spintronischen Bauelementen auf Basis topologischer Materialien für die ultraschnelle Informationsverarbeitung.

Das Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg, Hi ERN, an dem das HZB beteiligt ist, hat seinen Neubau bezogen. 

Ziemlich genau vier Jahre liegen zwischen dem Spatenstich und der festlichen Einweihung: Mit dem Forschungsneubau des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (Hi ERN) gibt es eine weitere Adresse für Spitzenforschung. 

Allein an Großgeräten werden jährlich Daten im Petabytebereich produziert. Diese Forschungsdaten müssen mindestens zehn Jahre aufbewahrt werden. Nun wollen 19 wissenschaftliche Einrichtungen in Deutschland gemeinsame Standards für Software, Datenaustausch und Datenrepositorien entwickeln, um solche Forschungsdaten dauerhaft für die weitere Forschung verfügbar zu machen. Daran beteiligt sich auch das HZB. Das Projekt DAPHNE4NFDI  wird über die nächsten fünf Jahre im Rahmen der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur gefördert und von DESY koordiniert.

Wie sich am Südpol mit Sonnenlicht Wasserstoff erzeugen lässt und welche Methode dafür am meisten verspricht, hat nun ein Team vom HZB-Institut für Solare Brennstoffe, der Universität Ulm und der Universität Heidelberg untersucht. Ihr Fazit: In extrem kalten Regionen kann es deutlich effizienter sein, die PV-Module direkt am Elektrolyseur anzubringen, also thermisch zu koppeln. Denn die Abwärme aus den PV-Modulen steigert die Effizienz der Elektrolyse. Die Ergebnisse dieser Studie, die nun in Energy & Environmental Science publiziert wurde, sind auch für andere kalte Regionen der Erde interessant, zum Beispiel Alaska, Kanada, oder Hochgebirgsregionen. Dort könnte grüner Wasserstoff fossile Brennstoffe wie Erdöl und Benzin ersetzen.

Eine Information des Komitees für Forschung mit Synchrotronstrahlung (KFS)

Synchrotrons wurden ursprünglich von Physikern gebaut, um Teilchen zu erforschen. Heute werden sie auch gegen COVID-19 eingesetzt. Die Projekte sind so vielfältig wie die Nutzerschaft: Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen wie BioNTech.

Drei Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft haben eine gemeinsame Zukunftsplanung für die Forschung mit den von ihnen betriebenen wissenschaftlichen Lichtquellen in Hamburg, Berlin und Dresden entwickelt. Die in ihrer Strategie vorgeschlagenen Upgrades ihrer beschleunigerbasierten Weltklasseanlagen stärken den Forschungsstandort Deutschland und werden in vielen Bereichen für Innovationen sorgen. Das Strategiepapier wurde auf dem Helmholtz-Symposium „Forschungsinfrastrukturen der Zukunft“ am 28. Juni als Bestandteil der Helmholtz-Roadmap vorgestellt.

Perowskit-Halbleiter ermöglichen extrem günstige und leistungsstarke Solarzellen. Viele Forschungsergebnisse zu dieser Materialklasse werden in europäischen Laboren gewonnen. So haben Arbeitsgruppen am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) bereits mehrere Weltrekorde mit Perowskit-Solarzellen erzielt. Nun kooordiniert das HZB das große Verbundprojekt VIPERLAB, um neue Chancen für die europäische Solarindustrie zu erschließen. An dem Projekt VIPERLAB beteiligen sich 15 renommierte Forschungseinrichtungen aus Europa, der Schweiz und Großbritannien. Es wird im Rahmen des EU-Programms Horizont 2020 in den kommenden dreieinhalb Jahren mit insgesamt 5,5 Millionen Euro gefördert, das HZB erhält daraus knapp 840.000 Euro. 

In einer Pionierarbeit konnte ein deutsch-japanisches Team an BESSY II die 3D-Struktur eines katalytischen Metallo-Proteins bestimmen, das in allen Pflanzenzellen eine wichtige Rolle spielt. Es handelt sich dabei um die DYW-Desaminase-Domäne des so genannten RNA-Editosoms. In dieser DYW-Domäne sitzt ein Zink-Ion, dessen Aktivität mit einem sehr ungewöhnlichen Mechanismus kontrolliert wird. Das Team konnte nun diesen Mechanismus erstmals im Detail aufklären. Die Studie in Nature Catalysis gilt als Durchbruch auf dem Gebiet der molekularen Pflanzenbiologie und hat weitreichende biotechnologische Implikationen.

Gemeinsame Forschungsplattform des Helmholtz-Zentrums Berlin und der Max-Planck-Gesellschaft nimmt Betrieb auf.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) starten in Berlin ihr neues gemeinsames Katalysezentrum CatLab. Im Beisein des Innovationsbeauftragten „Grüner Wasserstoff“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), Dr. Stefan Kaufmann, fand am 21. Juni die feierliche Auftaktveranstaltung statt. Hochrangige Akteure aus Wissenschaft, Politik und Industrie nahmen teil.

Mit der Methode der Kleinwinkelstreuung an der PTB-Röntgen-Beamline von BESSY II konnte ein HZB-Team experimentell die kolloidale Chemie von Perowskit-Vorläuferlösungen für Solarzellen untersuchen. Die Ergebnisse sind hilfreich, um Herstellungsverfahren und Qualität dieser spannenden Halbleitermaterialien gezielt und systematisch zu optimieren.

Wie sich die Kommunikation zwischen zwei Quantenpunkten mit Licht beeinflussen lässt, hat nun eine Gruppe am HZB theoretisch ausgearbeitet.  Dabei zeigt das Team um Annika Bande auch Wege, um den Informations- bzw. Energieübertrag von einem Quantenpunkt zum anderen zu kontrollieren und zu speichern. Zu diesem Zweck berechneten die Forschenden die Elektronenstruktur von jeweils zwei so genannten Nanokristallen, die als Quantenpunkte fungieren. Mit den Ergebnissen lässt sich die Bewegung von Elektronen in Quantenpunkten in Echtzeit simulieren.

Ab Juni 2021 baut Dr. Renske van der Veen am HZB eine neue Forschungsgruppe auf. Die Chemikerin ist Expertin für zeitaufgelöste Röntgenspektroskopie und Elektronenmikroskopie und untersucht katalytische Prozesse, die die Umwandlung von Solarenergie in chemische Energie ermöglichen.

Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) finden breite Anwendung in Gasspeicherung, Stofftrennung, Sensorik oder Katalyse. Eine spezielle Klasse dieser MOFs hat nun ein Team um Prof. Dr. Stefan Kaskel, TU Dresden, an den MX-Beamlines von BESSY II untersucht. Es handelt sich um „schaltbare“ MOFs, die auf äußere Reize reagieren können. Ihre Analyse zeigt, wie das Verhalten des Materials mit Übergängen zwischen geordneten und ungeordneten Phasen zusammenhängt. Die Ergebnisse sind nun in Nature Chemistry publiziert.

Auf der Basis von Röntgenmessungen an Methylammonium-Perowskit-Halbleitern hat ein HZB-Team nun gezeigt, welche Rolle Wasserstoffbrückenbindungen in diesen Materialien spielen. Außerdem fand die Forschungsgruppe, dass Strahlenschäden durch weiche Röntgenstrahlung bei dieser empfindlichen Materialklasse noch schneller auftreten als erwartet. Beide Ergebnisse liefern wichtige Hinweise für die Perowskit-Materialforschung für Solarzellen.

Prof. Dr. Udo Heinemann arbeitet am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin und forscht seit 40 Jahren in der Strukturbiologie. Von 2008 bis 2012 war er Mitglied im Advisory Committee der European Protein Database. Im Interview spricht er darüber, welchen Mehrwert die Proteindatenbank für die Forschung heute bringt und warum es wichtig ist, dass es in Berlin spezialisierte Strahlrohre für die biologische Strukturanalyse gibt.

Wir möchten Ihnen eine interessante Folge des rbb-Podcast „Talking Science“ empfehlen: Die beiden Universalgenies Rudolf Virchow und Hermann von Helmholtz haben die Wissenschaft am Ende des 19. Jahrhunderts geprägt. Ohne sie hätten wir heute weder eine Kanalisation noch den Magnetresonanztomografen. Was können wir von den beiden für unsere heutige Zeit lernen?

Die Energiewende braucht Photovoltaik und Photovoltaik braucht Fläche. Dabei gibt es große Flächen, die bislang kaum genutzt werden: So lassen sich Solarzellen in die Hülle von Gebäuden und Fahrzeugen integrieren oder in Verkehrswege, über Ackerland und gefluteten Tagebauen installieren. Am Mittwoch, den 28. April 2021, stellen Experten der HZB-Beratungsstelle BAIP und weitere Forschungseinrichtungen diese Optionen vor. Die Veranstaltung findet im Rahmen der Berliner Energietage statt, die Teilnahme ist nach Anmeldung kostenfrei.

Ein neues Röntgenmikroskop am Energy Materials in situ Lab (EMIL) hat den Betrieb aufgenommen. Es handelt sich um ein Raster-Transmissions-Röntgenmikroskop, das darauf ausgelegt ist, sowohl Probenoberflächen als auch Probenvolumina zu untersuchen. Mit dem weichen Röntgenlicht von BESSY II lassen sich sogar einzelne Elemente und chemische Verbindungen lokalisieren, die räumliche Auflösung liegt unterhalb von 20 Nanometern.

Batterieelektroden, Gas-Speicher und einige heterogene Katalysatormaterialien besitzen winzige Poren, die Raum für Atome, Ionen oder Moleküle bieten. Wie genau diese "Gäste" in die Poren einwandern, ist entscheidend für die Funktion solcher Energiematerialien, lässt sich aber meist nur indirekt beobachten. Nun hat ein Team mit dem HZB-ASAXS Instrument an der PTB Röntgen-Beamline von BESSY II mithilfe zweier Röntgenmethoden den Prozess der Einlagerung von Atomen in ein nanoporöses Modellsystem direkt beobachtet. Die Arbeit legt Grundlagen für neue Einblicke in Energiematerialien.

Metalloxide wie Rost eignen sich als Photoelektroden, um „grünen“ Wasserstoff mit Sonnenlicht zu erzeugen. Doch trotz jahrzehntelanger Forschung an diesem preisgünstigen Material sind die Fortschritte begrenzt. Ein Team am HZB hat nun gemeinsam mit Partnern von der Ben-Gurion-Universität und dem Technion, Israel, die optoelektronischen Eigenschaften von Rost (Hämatit) und anderen Metalloxiden in bisher nicht gekanntem Detail analysiert. Ihre Ergebnisse zeigen, dass der maximal erreichbare Wirkungsgrad von Hämatit-Elektroden deutlich geringer ist als bisher angenommen. Die Studie gibt darüber hinaus konkrete Hinweise, wie sich neue Materialien für Photoelektroden realistischer bewerten lassen.

Leider können wir zurzeit Corona-bedingt keine Besuchergruppen am HZB empfangen. Trotzdem wollen wir für Sie erlebbar bleiben! Folgen Sie einfach unseren Rundgängen in 360 Grad und erleben Sie, wie wir am Beschleuniger BESSY II forschen. Weitere Rundgänge sind in Planung.

An der hochbrillanten Röntgenlichtquelle PETRA III von DESY hat ein Team aus über 30 Forschungseinrichtungen mehrere Kandidaten für Wirkstoffe gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 identifiziert. Sie binden an ein wichtiges Protein des Virus und könnten damit die Basis für ein Medikament gegen Covid-19 sein. Das MX-Team aus dem HZB hat dabei einen Teil der Messdaten mit speziellen Analyseprogrammen untersucht, um passende Wirkstoffe zu identifizieren. Die Studie erschien jetzt im renommierten Fachjournal Science.

Fast alle Wirbeltiere besitzen Knochen mit eingebetteten Knochenzellen, die über unzählige Nano-Kanälchen miteinander verbunden sind. Doch wann im Lauf der Evolution ist dieses komplexe Netzwerk entstanden und wieso hat es sich weitgehend durchgesetzt? Ein Team von Paläontologen am Museum für Naturkunde Berlin hat nun erstmals in rund 400 Millionen Jahre alten Fossilien von Meereslebewesen solche Strukturen in beispiellos hoher Auflösung analysiert. Um diese Strukturen sichtbar zu machen, hatten Tomographie-Experten am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) die Proben unter fokussiertem Ionenstrahl im Rasterelektronenmikroskop untersucht und aus den Daten 3D-Abbildungen mit Auflösungen im Nanometerbereich errechnet.

In der Photovoltaik haben organisch-anorganische Hybrid-Perowskite eine rasante Karriere gemacht. Doch viele Fragen zur kristallinen Struktur dieser überraschend komplexen Materialklasse sind ungeklärt. Nun hat ein Team am HZB mit einer vierdimensionalen Modellierung Strukturdaten von Methylammonium-Bleibromid (MAPbBr₃) interpretiert und dabei inkommensurable Überstrukturen und Modulationen der vorherrschenden Struktur identifiziert. Die Studie ist im ACS Journal of Physical Chemistry Letters publiziert und wurde von den Herausgebern als Editor’s Choice ausgewählt.

In der neuen lichtblick-Ausgabe geht es um vieles, was uns am Zentrum momentan bewegt: Wir zeigen, dass unsere Mitarbeitenden weiterhin sehr kreativ im Umgang mit Corona sind und alles tun, damit die Forschung weitergehen kann - zum Beispiel die Entwicklung neuer Prototypen für Beschleunigerkomponenten.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin und Radio TEDDY setzen ihre erfolgreiche Kooperation fort. In der nächsten Runde liefern wir Ideen für sechs spannende Experimente, die der Radio-TEDDY Moderator Leo für die Kinder vor dem Radio durchführt. Mitmachen, Spaß haben und Neugier wecken – das steht dabei an erster Stelle. Jetzt einschalten: immer samstags, um 14.40 Uhr und natürlich auch zum Nachhören im Netz.

Solarzellen aus kristallinem Silizium erreichen Spitzenwirkungsgrade, insbesondere in Verbindung mit selektiven Kontakten aus amorphem Silizium (a-Si:H). Ihre Effizienz wird jedoch durch Verluste in diesen Kontaktschichten begrenzt. Nun hat erstmals ein Team am HZB und der University of Utah, USA, experimentell gezeigt, wie solche Kontaktschichten auf der Nanometerskala Verlustströme generieren und was deren physikalischer Ursprung ist. Mit einem leitfähigen Atom-Kraftmikroskop tasteten sie die Solarzellenoberflächen im Ultrahochvakuum ab, und wiesen winzige, nanometergroße Kanäle für die nachteiligen Dunkelströme nach, die auf Unordnung in der a-Si:H Schicht beruhen.

Seit 2011 ist das HZB als familienfreundlicher Arbeitgeber zertifiziert. Nun stellte sich das Forschungszentrum erneut erfolgreich dem Re-Auditierungsprozess und erarbeitete weitere Maßnahmen zur Föderung einer lebensphasenbewussten Arbeitskultur. Das Zertifikat gilt als Qualitätssiegel für die betriebliche Vereinbarkeitspolitik und wird vom Kuratorium der berufundfamilie Service GmbH vergeben.

Dünnschichten aus Molybdän und Schwefel gehören zu einer Klasse von Materialien, die als (Photo)-Katalysatoren infrage kommen. Solche günstigen Katalysatoren werden gebraucht, um mit Sonnenenergie auch den Brennstoff Wasserstoff zu erzeugen. Allerdings sind sie bislang noch wenig effizient. Ein neues Instrument an BESSY II am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zeigt nun, wie ein Lichtpuls die Oberflächeneigenschaften der Dünnschicht verändert und das Material katalytisch aktiviert.

Technologische Innovationen im letzten Jahrhundert basierten hauptsächlich auf der Kontrolle von Elektronen oder Photonen – im aufstrebenden Forschungsfeld der Phononik geraten nun auch die Schwingungen des Kristallgitters, die Phononen, ins Blickfeld. Ein Team der Freien Universität Berlin und des Helmholtz-Zentrums Berlin hat Graphen mit einem Helium-Ionen-Mikroskop mit einem Lochmuster versehen und dadurch einen phononischen Kristall erzeugt, dessen Resonanzfrequenz sich erstmals in einem breiten Bereich durchstimmen lässt. Dies ist ein echter Durchbruch, der nun im Fachjournal Nano Letters publiziert ist.

Zahnärztliche Füllungen oder Kronen sind großen Belastungen ausgesetzt. Mit Ansätzen aus Materialwissenschaften und Zahnmedizin wollen Forschende an der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Technischen Universität (TU) Berlin nun die eingesetzten Materialien untersuchen und beständiger machen. Die interdisziplinäre Forschungsgruppe „InterDent“, an der auch das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPI-KG) beteiligt sind, wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 2,1 Millionen Euro zunächst für drei Jahre gefördert. 

Ein internationales Team hat mit einem aufsehenerregenden Experiment gezeigt, wie vielfältig die Möglichkeiten von Synchrotronlicht-Quellen sind. Beschleunigerexperten des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB), der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und der Tsinghua Universität in Peking haben an der Metrology Light Source der PTB Elektronenpakete mit einem Laser so manipuliert, dass diese intensive Lichtpulse mit einer laserartigen Qualität emittierten. Mit dieser Methode wären spezialisierte Synchrotronstrahlungs-Quellen potenziell in der Lage, eine Lücke im Arsenal verfügbarer Lichtquellen zu füllen und die Voraussetzung für industrielle Anwendungen zu bieten. Die Arbeit wurde am 24. Februar 2021 in der führenden Wissenschaftspublikation „Nature“ veröffentlicht.

Am 19. Februar 2021 erhielt der 4000. Augentumor-Patient eine Bestrahlung mit Protonen, die ein gemeinsames Team des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Charité – Universitätsmedizin Berlin durchführte. Die Anzahl der behandelten Patienten blieb im Jahr 2020 trotz den erschwerten Corona-Bedingungen auf dem Vorjahresniveau. Die Behandlung in Berlin-Wannsee ist auf Aderhautmelanome des Auges spezialisiert. Der Protonenbeschleuniger am HZB ist die einzige Therapiestätte für diese Erkrankung in Deutschland.

Solarzellen, die das Sonnenlicht so effizient wie Silizium in elektrische Energie umwandeln, sich dabei aber einfach und aus kostengünstigen Materialien herstellen lassen – für Materialforscher ist das ein langgehegter Traum. Dem sind Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Berlin nun ein Stück nähergekommen. Sie haben ein Verfahren verbessert, mit dem sich günstige Perowskit-Schichten einfach aus Lösungen auf Trägermaterien aufbringen lassen. Dabei haben sie nicht nur entdeckt, welch entscheidende Rolle eines der verwendeten Lösungsmittel spielt, sondern auch die Lagerfähigkeit der Materialtinten genauer unter die Lupe genommen.

Einem deutsch-polnischen Forschungsteam ist der Versuch gelungen, bei Raumtemperatur einen Mikrometer großen Raum-Zeit-Kristall aus Magnonen zu erzeugen. Mithilfe des Rasterröntgenmikroskops MAXYMUS an Bessy II am Helmholtz Zentrum Berlin konnten sie die periodische Magnetisierungsstruktur in einem Kristall sogar filmen. Dieses weltweit erste Video eines Raum-Zeit-Kristalls bei Raumtemperatur sowie das Forschungsprojekt an sich stellten die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart, der Adam Mickiewicz University und der Polish Academy of Sciences in Poznań in Physical Review Letters vor.

Die HZB „Promovierendenkoordinierung“ wird zum HZB Graduate Center. Bereits seit Anfang 2018 baut die Promovierendenkoordinierung die Angebote und Standards am HZB für Promovierende und deren Betreuende kontinuierlich aus. Wegweisend dabei sind die Ideen und Anregungen, die in Gesprächen mit zahlreichen Stakeholdern und in verschiedenen HZB Gremien zu diesem Thema gesammelt werden konnten. Sie gehen ein in den Aufbau einer einheitlichen HZB-weiten Dachstruktur für Promovierende und deren Betreuende – dem HZB Graduate Center.

Die elektronische Struktur von komplexen Molekülen und ihre chemische Reaktivität können mit Hilfe der Methode der resonanten inelastischen Röntgenstreuung (RIXS) an BESSY II untersucht werden. Allerdings erfordert die Auswertung von RIXS-Daten bisher sehr lange Rechenzeiten. Ein Team an BESSY II hat nun ein neues Simulationsverfahren entwickelt, das diese Auswertung stark beschleunigt. Die Ergebnisse können sogar während des Experiments berechnet werden. Messgäste können das Verfahren wie eine Blackbox nutzen.

Photoanoden aus Metalloxiden gelten als praktikable Lösung für die Erzeugung von Wasserstoff mit Sonnenlicht. So besitzt α-SnWO₄ optimale elektronische Eigenschaften für die photoelektrochemische Wasserspaltung, korrodiert jedoch rasch. Schutzschichten aus Nickeloxid können die Korrosion verhindern, reduzieren jedoch die Photospannung und damit den Wirkungsgrad. Nun hat ein Team am HZB an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht, was an der Grenzfläche zwischen der Photoanode und der Schutzschicht genau passiert. Kombiniert mit theoretischen Methoden deuten die Messdaten darauf hin, dass sich dort eine Oxidschicht bildet, die den Wirkungsgrad der Photoanode beeinträchtigt.

Mit einem raffinierten Experiment haben Physiker gezeigt, dass sich in einem eindimensionalen Quantensystem die zunächst komplexe Verteilung von Schwingungen oder Phononen mit der Zeit in eine einfache Gaußsche Glockenkurve verwandeln kann. Das Experiment fand an der Technischen Universität Wien statt, während die theoretischen Überlegungen von einer gemeinsamen Forschergruppe der Freien Universität Berlin und des HZB durchgeführt wurden.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die Humboldt-Universität zu Berlin (HU) haben eine Kooperationsvereinbarung geschlossen mit dem Ziel, ein gemeinsames Forschungs­labor für Katalyse im IRIS-Forschungsbau der HU in Adlershof aufzubauen. Der IRIS-Forschungsbau bietet optimale Bedingungen für die Erforschung und Entwicklung von komplexen Materialsystemen.

Wir suchen junge exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Lust zur Führung! Um an der Vorauswahl teilzunehmen, bewerben Sie sich bitte mit einer zweiseitigen Skizze Ihres Projekts bis zum 28. Februar 2020.

Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) bietet in Städten und Gemeinden enorme Möglichkeiten, aktiv zum Klimaschutz beizutragen. Im Seminar geht es um die baurechtlichen Anforderungen, den Brandschutz und den Einsatz verschiedener PV-Materialien.

Die Geschäftsführung des HZB hat nach sorgfältiger Einschätzung der Lage beschlossen, dass das HZB weiterhin in einem sehr eingeschränkten Betrieb arbeitet. Ab 11.01.2021 dürfen die Labore und BESSY II ausschließlich für die Eigenforschung geöffnet werden. Die Augentumortherapie findet weiterhin statt.

In Synchrotronlichtquellen bringt ein Elektronenbeschleuniger Elektronenpakete auf nahezu Lichtgeschwindigkeit, damit diese das besondere „Synchrotronlicht“ abgeben können. Ihre enorme Energie und ihre besondere Form erhalten die Elektronenpakete durch ein stehendes elektromagnetisches Wechselfeld in so genannten Kavitäten. Bei hohen Elektronenströmen, wie sie im Projekt bERLinPro gefordert sind, ist die benötigte Leistung für die stabile Anregung dieses Hochfrequenz-Wechselfelds enorm. Das Einkoppeln dieser hohen Leistung gelingt mit speziellen Antennen, so genannten Kopplern und gilt als große wissenschaftlich-technische Herausforderung. Nun zeigt eine erste Messkampagne mit optimierten Kopplern an bERLinPro, dass sich das Ziel erreichen lässt.

In der neuen Ausgabe geben wir einen kleinen Einblick, was in den letzten Wochen am HZB passiert ist - und das ist eine Menge! Wir stellen Catherine Dubourdieu auf der Titelseite vor, die nicht nur eine exzellente Forscherin ist, sondern auch das Handwerkliche an ihrer Arbeit mag.

In diesem Jahr zeichnete der Freundeskreis des HZB die herausragende Promotionsarbeit von Dr. Martin Bluschke (MPI für Festkörperforschung und TU Berlin) mit dem Ernst-Eckhard-Koch-Preis aus. Der Europäische Innovationspreis Synchrotronstrahlung ging an ein Team aus vier Physikern für ihre Arbeiten am Freien Elektronenlaser FERMI an der Synchrotronquelle Elettra in Triest. Die Preisverleihung fand auf dem diesjährigen Nutzertreffen des HZB statt, das in diesem Jahr digital stattfinden musste.

In Science berichtet ein HZB-Team, wie es den aktuellen Weltrekord von 29,15 % in einer Tandemsolarzelle aus Silizium und Perowskit erreichen konnte. Die Tandemzelle zeigt selbst ohne Verkapselung über 300 Stunden eine stabile Leistung. Die Gruppe um Steve Albrecht hat dafür physikalische Prozesse an den Grenzflächen untersucht und gezielt den Ladungsträgertransport verbessert.

Ende 2019 wurde die Neutronenquelle am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) planmäßig abgeschaltet, die bis dahin für die Forschung an Materialien genutzt wurde. Das Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ) in München übernimmt zwei wissenschaftliche Instrumente aus der Forschungs-Neutronenquelle in Berlin. Umzug und Anpassung fördert das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (BMBF) mit 5,62 Millionen Euro.

In Berlin-Adlershof wird ein innovatives Labor- und Bürogebäude für die Katalyseforschung entstehen: CatLab soll zum internationalen Leuchtturm für die Katalyseforschung werden und die Entwicklung neuartiger Katalysatormaterialien vorantreiben, die insbesondere für die Erzeugung von grünem Wasserstoff für die Energiewende dringend benötigt werden. Nun wurde der Architekturwettbewerb entschieden und vier Siegerentwürfe vorgestellt. Das Besondere: Alle Entwürfe legen großes Gewicht auf Nachhaltigkeit und Klimaschutz.

In Berlin entsteht mit CatLab eine Forschungsplattform für die Katalyse, um Innovationssprünge in der Wasserstoff-Forschung zu erreichen.

Im Energiesystem der Zukunft nimmt grüner Wasserstoff eine Schlüsselfunktion ein. Wasserstoff-basierte chemische Energieträger werden als Langzeitspeicher im Energiesystem benötigt und sind entscheidend für die klimaneutrale Gestaltung industrieller Prozesse. Die Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung benennt klar den großen Bedarf an Forschung. Sie ist die Basis für Durchbrüche und Innovationssprünge. Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die beiden Max-Planck-Institute, Fritz-Haber-Institut (FHI) und Institut für Chemische Energiekonversion (MPI CEC), bündeln hierfür ihre Kompetenzen und bauen gemeinsam mit der Humboldt-Universität zu Berlin die Forschungsplattform CatLab auf. CatLab soll eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und Industrie schlagen und wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit mehr als 50 Millionen Euro gefördert. Insgesamt umfasst das fünfjährige Aufbauprojekt rund 100 Millionen Euro.

Für die Herstellung von hochwertigen Perowskit-Dünnfilmen für großflächige Photovoltaikmodule werden oft optimierte „Tinten“ verwendet, die eine Mischung von Lösungsmitteln enthalten. Ein HZB-Team hat nun an BESSY II analysiert, wie die Kristallisationsprozesse in solchen Mischungen ablaufen. Mit einem neu entwickelten Modell ist es zudem nun möglich, die Kinetik der Kristallisationsprozesse für verschiedene Lösungsmittelgemische vorab zu bewerten. Dies ist hilfreich für die Produktion von Perowskit-Modulen im industriellen Maßstab.

Wiederaufladbare Graphit-Dual-Ionen-Batterien sind preisgünstig und leistungsstark. Ein Team von der Technischen Universität Berlin hat an der EDDI Beamline von BESSY II untersucht, wie sich während des Zyklierens (operando) die Morphologie der Graphit-Elektroden reversibel verändert. Die 3D-Röntgentomographieaufnahmen kombiniert mit simultaner Diffraktion erlauben nun eine präzise Auswertung der Prozesse, insbesondere von Volumenveränderungen der Elektroden. Dies kann dazu beitragen, Graphitelektroden weiter zu optimieren.

Wasserstoff lässt sich klimaneutral mit Sonnenlicht produzieren. Aber auf dem Weg vom Labormaßstab zu einer großtechnischen Umsetzung gibt es noch Hürden. Nun hat ein Team am HZB eine Methode vorgestellt, um Strömungsprozesse im Elektrolyten sichtbar zu machen und mit einem Modell vorab zuverlässig zu simulieren. Die Ergebnisse sind hilfreich, um Design und Aufskalierung dieser Technologie zu unterstützen und wurden in der renommierten Zeitschrift Energy and Environmental Science veröffentlicht.

Forscherinnen und Forscher am HZB haben verschiedene Zusammensetzungen von Cäsium-basierten Halogenidperowskiten (CsPb(Br_xI_1-x)₃ (0 ≤ x ≤ 1)) gedruckt und untersucht. In einem Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 300 Celsius beobachten sie strukturelle Phasenübergänge, die die elektronischen Eigenschaften beeinflussen. Die Studie bietet eine schnelle und einfache Methode zur Bewertung neuer Zusammensetzungen von Perowskitmaterialien, um Kandidaten für Anwendungen in Dünnschichtsolarzellen und optoelektronischen Bauelementen zu identifizieren.

Germanium-Tellurid (GeTe) ist ein interessantes Material für die Spintronik. Nun hat ein deutsch-russisches Team an BESSY II gezeigt, wie sich die Spintextur in GeTe-Einkristallen durch ferroelektrische Polarisation innerhalb einzelner Nanodomänen umschalten lässt.

 

Erstmals hat ein Team am HZB mit Röntgen- und Neutronenstreuung an BESSY II und BER II in amorphem Silizium mit einer Auflösung von 0.8 Nanometern atomare Substrukturen identifiziert. Solche a-Si:H-Dünnschichten werden bereits seit Jahrzehnten in Solarzellen, TFT-Displays und Detektoren eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich drei unterschiedliche Phasen innerhalb der amorphen Matrix bilden, die Qualität und Lebensdauer der Halbleiterschicht dramatisch beeinflussen. Die Arbeit wird auf dem Titel der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters hervorgehoben.

Eine gemeinsame Forschungsgruppe um Prof. Jens Eisert von der Freien Universität Berlin und des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat einen Weg aufgezeigt, um die quantenphysikalischen Eigenschaften komplexer Festkörpersysteme zu simulieren. Und zwar mithilfe von komplexen Festkörpersystemen, die experimentell untersucht werden können. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) veröffentlicht.

Sonnenenergie kann zur Herstellung von Wasserstoff, einem vielseitigen Brennstoff, genutzt werden. Um dies durch elektrolytische Wasserspaltung zu erreichen, werden hochwertige Photoelektroden benötigt. Leider neigen die bekannten Materialien dazu, während des Prozesses zu korrodieren. Nun hat ein Team am HZB in internationaler Zusammenarbeit die Korrosionsprozesse von hochwertigen BiVO₄-Photoelektroden untersucht. Sie beobachteten die Prozesse "in operando" (bei der elektrolytischen Wasserspaltung) während der Sauerstoff-Entwicklungsreaktion (OER). Diese Arbeit zeigt, wie die Stabilität von Photoelektroden und Katalysatoren verglichen und so auch verbessert werden kann.

Ein Team vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) konnte mit Kryo-Elektronenmikroskopie in einer Probe aus Proteinen regelmäßige, zweidimensionale Strukturen in der Form von Pascal-Dreiecken nachweisen. Die Proben wurden in einem Labor von chinesischen Kooperationspartnern synthetisiert. Die Methode hat Potenzial, um auch Energiematerialien neu zu entdecken.

Solarzellen auf Basis von hybriden Halid-Perowskiten erreichen hohe Wirkungsgrade. Diese gemischt organisch-anorganischen Halbleiter werden in der Regel als dünne Filme aus Mikrokristallen produziert. Eine Untersuchung mit der Laue-Kamera an der Neutronenquelle BER II konnte nun aufklären, dass es beim Auskristallisieren auch bei Raumtemperatur zur Zwillingsbildung kommt. Dieser Einblick ist hilfreich, um Herstellungsverfahren von Halid-Perowskiten zu optimieren. 

Die Agentur für Arbeit Berlin-Süd hat das Helmholtz-Zentrum Berlin ausgezeichnet. Das HZB hat ein innovatives Auswahlverfahren eingeführt, um Bewerber*innen nicht nur nach Zeugnisnoten auszuwählen, sondern auch kommunikative und soziale Fähigkeiten einzubeziehen. Insgesamt erhielten acht Berliner Unternehmen das Zertifikat für Nachwuchsförderung 2019/2020.

Die Universität Kassel und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) richten ein gemeinsames Labor für die Nutzung künstlicher Intelligenz ein, um neue experimentelle Methoden weiterzuentwickeln und die Datenauswertung von Experimenten an BESSY II deutlich zu verbessern.

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.

Dr. Raphael Jay hat den diesjährigen Carl-Ramsauer-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft zu Berlin (DPGzB) erhalten. Der Preis zeichnet herausragende Dissertationen in Physik und angrenzender Gebiete aus und wird im Rahmen eines Festkolloquiums am 18. November 2020 im Magnus-Haus verliehen.

In kräftigem Blau schimmern die Solarmodule an der Fassade einer neuen Halle am HZB. Es sind spezielle CIGS-Dünnschichtmodule, die in Deutschland produziert werden und speziell für die Integration in die Gebäudehülle entwickelt wurden. Die Solarfassade deckt nicht nur einen Teil des Strombedarfs, sondern ist gleichzeitig auch selbst ein Real-Labor: Ein HZB-Team überwacht das Verhalten der Module im Langzeitverlauf und bei unterschiedlichen Außenbedingungen und wertet die Daten aus. 

„Ich finde es bemerkenswert und ermutigend, dass sich immer mehr Bürgerinnen und Bürger den Protesten der jungen Generation anschließen und eine Wende für den Klimaschutz fordern“, sagt Prof. Bernd Rech, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). In einer offenen Videobotschaft anlässlich des für Freitag geplanten weltweiten Klimatags begrüßt er, dass HZB-Mitarbeitende an den Aktionen teilnehmen wollen. Zugleich fordert er die Menschen dazu auf, keine Angst vor technischen Veränderungen zu haben. „Die Technologien für eine klimafreundliche Energieversorgung stehen zur Verfügung. Wir müssen sie jetzt schnell einsetzen, aber auch verbessern und neue Optionen schaffen.“

Seit September 2020 ist das Helmholtz-Zentrum Berlin wieder Mitglied der IGAFA – der Initiativgemeinschaft außeruniversitärer Forschungseinrichtungen in Adlershof. Prof. Dr. Jan Lüning, wissenschaftlicher Geschäftsführer des HZB, wurde in den Vorstand des Vereins gewählt.

Birgit Kanngießer baut eine gemeinsame Forschungsgruppe zur Kombination von Röntgenmethoden in Laboren und an Großgeräten auf. Insbesondere will die Physikerin untersuchen, wie sich Röntgenexperimente  an kleineren Labor-Instrumenten optimal mit komplexeren Experimenten ergänzen, die nur an Synchrotronquellen wie BESSY II möglich sind. 

Radio TEDDY macht ein beliebtes Programm für Familien und Kinder nach dem Motto: „Macht Spaß! Macht schlau!“ Nun waren Reporterteams von Radio TEDDY am HZB zu Gast. In den kommenden zwölf Wochen berichten sie nun jeden Samstag um 14:40 über spannende Experimente aus dem HZB: von selbstgebauten Solarzellen über Materialien mit Gedächtnis bis zum Elektromagnetismus. Auf einer Webseite zum "Experiment der Woche" sind auch Videoreportagen über die HZB-Besuche zu sehen.

In der neuen lichtblick blicken wir mit Bernd Rech, Sprecher der wissenschaftlichen Geschäftsführung, auf die kommende Förderperiode der Helmholtz-Gemeinschaft, die POF IV. Was bedeutet sie für unser Zentrum? Und welche spannenden Themen werden uns demnächst begleiten? Die Antworten finden Sie im Interview auf Seite 2.

Perowskite gelten als aussichtsreiche Materialien für Solarzellen, die zugleich kostengünstig herstellbar und sehr effizient sind. Sie eignen sich vor allem für Tandem-Solarzellen, die Zellen aus Silizium und Perowskit miteinander kombinieren. Dadurch wird das Sonnenlicht besonders umfassend zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt. Bislang lassen sich die Vorteile solcher Zellen nur in kleinem Maßstab im Labor nutzen. Mit zwei neuen hochinnovativen Fertigungsanlagen schaffen Forscher am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) nun die Grundlage für eine künftige Produktion im industriellen Maßstab. 

Anfang September konnte man von weitem einen riesigen Kran in der Nähe von BESSY II entdecken. Mit Bildern und Videos entdecken sie die spektakuläre Installation des 4. Kühlturms des Elektronenspeicherrings.

Durch Umwandlung von energiearmen in energiereiche Photonen lässt sich der nutzbare Bereich des Lichtspektrums deutlich erweitern. Doch bisher gelang das nur bei hoher Lichtintensität. Durch die Kombination bestimmter Nanopartikel mit einer sogenannten Metaoberfläche konnten Wissenschaftler des HZB und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) den Effekt erstmals auch für relativ schwaches Licht nutzbar machen. Das ebnet den Weg für künftige Anwendungen in der Photovoltaik, zum Nachweis biologischer Substanzen oder als Messfühler für elektrische Felder.

Dr. Tristan Petit erhält einen Starting Grant des Europäischen Forschungsrats und wird mit 1,5 Millionen Euro in den nächsten fünf Jahren gefördert. Der Materialforscher untersucht damit eine neue Materialklasse für die Speicherung elektrischer Energie, die so genannten MXene. Sie können extrem schnell große Mengen an elektrischer Energie speichern und abgeben. Damit könnten MXene neben Batterien und Superkondensatoren eine wichtige Rolle bei der Energiespeicherung spielen. Der ERC Starting Grant ist eine der wichtigsten europäischen Auszeichnungen.

Forscher der Technischen Universität Berlin haben eine neue Familie von Halbleitern geschaffen, die vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) auf ihre Eigenschaften hin untersucht wurde. Den ersten Vertreter tauften sie auf den Namen TUB75. Das Material gehört zur Klasse der Metallorganischen Frameworks, kurz MOFs. Es könnte neue Perspektiven für die Energiespeicherung eröffnen. Die Arbeit wurde in Advanced Materials publiziert.

Neun Wochen ist der Speicherring BESSY II in diesem Jahr abgeschaltet, um dringende Wartungsarbeiten durchzuführen und neue Komponenten einzubauen. Das klingt nach einer langen Pause, doch die Liste der Arbeiten ist lang. Hinter den Kulissen wird gerade richtig gewirbelt, damit BESSY II ab 13. Oktober so zuverlässig wie bisher unseren Gastforscherinnen und -forschern wieder zur Verfügung steht.

Ein Forscherteam hat mithilfe von Elektronenmikroskopen und Computersimulationen ermittelt, warum es zu Verlusten in Dünnschichtsolarzellen kommt. Die Forschenden von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) geben konkrete Hinweise, wie sich der bereits hohe Wirkungsgrad von CIGS-Solarzellen verbessern lässt. Die Ergebnisse wurde in der Zeitschrift Nature Communication veröffentlicht.

Viele Quantenmaterialien lassen sich bislang kaum rechnerisch simulieren, weil die benötigte Rechenzeit zu groß wäre. Nun hat eine gemeinsame Forschergruppe an der Freien Universität Berlin und am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) einen Weg aufgezeigt, wie sich die Rechenzeiten deutlich verkürzen lassen. Dies könnte die Entwicklung von Materialien für künftige energieeffiziente IT-Technologie beschleunigen.

Eine der vielversprechendsten Strategien, um die Verfügbarkeit der Sonnenenergie zu steigern, ist die Umwandlung überschüssiger Energie in Wasserstoff. Das Projekt PECSYS untersuchte, welche Kombinationen aus Werkstoffen und Technologien sich am besten für einen solchen Vorgang eignen.

Prof. Dr. Jan Lüning, wissenschaftlicher Geschäftsführer am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), wurde im Juli auf eine S-W3-Professur an der Humboldt-Universität zu Berlin berufen. Die Professur trägt die Bezeichnung „Elektronische Eigenschaften von Materialien/Röntgenanalytik“ und gehört zur Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin.

Silizium als Werkstoff für Elektroden in Lithium-Ionen-Batterien verspricht eine deutliche Steigerung von deren Kapazität. Das Manko dieses Materials: Durch die Belastung beim Be- und Entladen wird es leicht beschädigt. Wissenschaftlern am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) ist es nun zum ersten Mal gelungen, diesen Prozess direkt und detailliert an kristallinen Silizium-Elektroden zu beobachten. Operando-Experimente am Speicherring BESSY II lieferten neue Erkenntnisse darüber, wie Brüche im Silizium entstehen – und wie sich das Material dennoch vorteilhaft einsetzen lässt.

Im September veranstaltet die Beratungsstelle für bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) „BAIP“ zusammen mit der Architektenkammer Niedersachsen ein Seminar für Architekt*innen zum Thema Bauwerkintegrierte Photovoltaik: Architektur-Gestaltung und Ausführung

Um die systematische Entwicklung von Medikamenten zu beschleunigen, hat das MX-Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) mit der Drug Design Gruppe der Universität Marburg eine neue Substanzbibliothek aufgebaut. Sie besteht aus 1103 organischen Molekülen, die als Bausteine von neuen Wirkstoffen infrage kommen. Das MX-Team hat diese Bibliothek nun in Kooperation mit der FragMAX-Gruppe am MAX IV validiert. Die Substanzbibliothek des HZB steht weltweit für die Forschung zur Verfügung und spielt auch bei der Suche nach Wirkstoffen gegen SARS-CoV-2 eine Rolle.

Die neueste Generation von magnetischen Festplattenlaufwerken besteht aus magnetischen Dünnschichten, die zu den Invar-Materialien zählen und eine extrem robuste und hohe Datenspeicherdichte ermöglichen. Ein technologisch relevantes Material für solche HAMR-Datenspeicher sind Dünnschichten aus Eisen-Platin-Nanokörnern. Ein internationales Team um die gemeinsame Forschungsgruppe von Prof. Dr. Matias Bargheer am HZB und der Uni Potsdam hat nun erstmals experimentell beobachtet, wie in diesen Eisen-Platin-Dünnschichten eine besondere Spin-Gitter-Wechselwirkung die Wärmeausdehnung des Kristallgitters aufhebt. Die Arbeit ist in Science Advances publiziert.

Mit einem interdisziplinären Architekturwettbewerb startet das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ein großes neues Vorhaben: Ein innovatives Labor- und Bürogebäude für die Katalyseforschung, in dem die wissenschaftliche Zusammenarbeit des HZB mit der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) ausgebaut werden soll. Das Catlab soll zum internationalen Leuchtturm für die Katalyseforschung werden und die Entwicklung neuartiger Katalysatormaterialien vorantreiben, die für die Energiewende dringend benötigt werden.

Um effiziente opto-elektronische Bauteile wie Solarzellen oder LEDs zu entwickeln, ist es entscheidend, die Qualität der eingesetzten Halbleiter zu verbessern. Dafür ist es notwendig, die Lumineszenz-Ausbeute des Halbleiter-Materials zu ermitteln. Für diese Charakterisierung hat ein Forscherteam am HZB ein neues Messgerät entwickelt, das die Lumineszenz präzise bestimmt und das obendrein sehr kompakt ist. Um das Potenzial für kommerzielle Anwendungen auszuloten, erhält das Team nun eine Field Study Fellowship der Helmholtz-Gemeinschaft.

Einem Team von Forschern des HZB und der Humboldt-Universität zu Berlin ist es zum ersten Mal gelungen, Leuchtdioden (LEDs) aus einem hybriden Perowskit-Halbleitermaterial per Tintenstrahldruck herzustellen. Das Tor zu einer breiten Anwendung solcher Materialien in vielerlei elektronischen Bauelementen ist damit geöffnet. Der Durchbruch gelang den Wissenschaftlern mithilfe eines Tricks: dem „Impfen“ der Oberfläche mit bestimmen Kristallen.

In vielen Anwendungen der Katalyse, bei chemischen Sensoren, Brennstoffzellen und Elektroden spielt das chemische Verhalten von Festkörperoberflächen eine wichtige Rolle. Ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für chemische Energiekonversion hat an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II nun ein wichtiges Phänomen beschrieben, das auftreten kann, wenn Metalllegierungen reaktiven Umgebungen ausgesetzt werden.  

Wegen der Corona-Beschränkungen findet in diesem Jahr leider keine Lange Nacht der Wissenschaften statt. Das ist nicht nur schade für alle Wissenschaftsinteressierten, sondern auch für uns! Denn wir freuen uns jedes Jahr darauf, wenn viele Menschen zu uns kommen, uns mit ihren Fragen löchern oder über die riesigen Anlagen und Labore staunen, in denen wir forschen. Damit die Lange Nacht nicht ganz flachfällt, nehmen wir Euch mit auf eine virtuelle Reise durch unseren Beschleuniger BESSY II.

Ein internationales Team hat erstmals an BESSY II ein raffiniertes Experiment entwickelt, um die Bildung eines metallischen Leitungsbandes in Elektrolyten zu beobachten. Dafür stellten sie kryogene Lösungen aus flüssigem Ammoniak mit verschiedenen Konzentrationen von Alkali-Metallen her und untersuchten den Flüssigkeitsstrahl mit weichem Röntgenlicht. Äußerlich zeigt sich der Übergang von einzelnen Metall-Atomen in Lösung zu einem metallischen Verbund, indem die Farbe der Lösung von blau zu golden wechselt. Diesen Vorgang konnten sie nun durch die Messdaten an BESSY II im Detail analysieren. Die Arbeit ist in Science publiziert und erscheint sogar als Titelgeschichte.

Regenerativ erzeugter Wasserstoff gilt als ökologischer Rohstoff der Zukunft. Um ihn durch Elektrolyse effizient aus Wasser herzustellen, setzt die Forschung heute auch auf Perowskit-Oxide. Das Fachmagazin Journal of Physics: Energy hat Dr. Marcel Risch vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) eingeladen, den aktuellen Stand der Forschung zu skizzieren.

Die Wiesen sind saftig grün, die Eisheiligen (fast) vorüber: Jetzt ist der perfekte Zeitpunkt für die Rückkehr der Schafe und Ziegen aus dem Winterquartier! Bis in den späten Herbst werden sie nun den naturnahen HZB-Campus in Wannsee beweiden und der natürlichen Landschaftspflege dienen – ganz ohne Rasenmäher.

Am 14. Mai 2020 wurden in Nähe des BESSY II-Hauptgebäudes zwei Ladesäulen für Elektroautos installiert. Hier soll aber nicht nur die Hybrid-Dienstwagenflotte geladen werden. Demnächst haben auch Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter die Möglichkeit, an einer Säule ihre privaten PKWs gegen eine Gebühr aufzuladen.

Die besten Perowskit-Solarzellen schaffen zwar enorme Wirkungsgrade, enthalten aber giftiges Blei. Bleifreie Perowskit-Solarzellen erreichten bislang nur geringe Wirkungsgrade, die zudem schnell abnehmen. Eine neue Arbeit einer internationalen Kooperation zeigt nun, wie sich stabile Perowskit-Schichten herstellen lassen, die Zinn anstelle von Blei enthalten. Dabei schützen organische Verbindungen das Zinn vor Oxidation und sorgen für Stabilität.

Quanten-Spin-Flüssigkeiten sind Kandidaten für den Einsatz in zukünftigen Informationstechnologien. Bisher sind Quanten-Spin-Flüssigkeiten meist nur in ein- oder zweidimensionalen magnetischen Systemen zu finden. Nun hat eine internationale Kooperation unter der Leitung eines HZB-Teams Kristalle aus PbCuTe2O6 mit Neutronenexperimenten untersucht. Sie fanden Spin-Flüssigkeits-Verhalten in drei Dimensionen, bedingt durch ein sogenanntes Hyper-Hyperkagome-Gitter. Die experimentellen Daten passen sehr gut zu theoretischen Simulationen, die am HZB durchgeführt wurden.

Pflanzen nutzen Licht nicht nur für die Photosynthese. Die Pflanzenzelle hat zwar keine Augen, kann aber dennoch Licht wahrnehmen und damit ihr Umfeld. Dabei spielen Phytochrome, bestimmte türkisfarbige Proteine, die zentrale Rolle. Wie genau sie funktionieren, ist noch unklar. Nun konnte das Team um den Pflanzenphysiologen Jon Hughes (Justus-Liebig-Universität Gießen) an BESSY II die dreidimensionale Architektur von verschiedenen pflanzlichen Phytochrom-Molekülen entschlüsseln. Dabei zeigt sich, wie Licht die Struktur des Phytochroms verändert, so dass die Zelle das Lichtsignal weiterleitet, um die Entwicklung der Pflanze entsprechend zu steuern.

Eine Gruppe aus Brasilien hat mit einem HZB-Team eine neuartige Kompositmembran für Ethanol-Brennstoffzellen untersucht. Sie besteht aus dem Polymer Nafion, in das durch Schmelzextrusion Titanat-Nanopartikel eingebettet sind. An BESSY II konnten sie beobachten, wie die Nanopartikel in der Nafion-Matrix verteilt sind und wie sie die Protonenleitfähigkeit steigern.

Die Geschäftsführung hat nach sorgfältiger Einschätzung der Lage beschlossen, dass ab 4. Mai schrittweise der Betrieb am HZB wieder aufgenommen wird. Dafür gelten strenge Sicherheitsvorschriften. BESSY II wird ab dem 11. Mai wieder für In-House-Forschung zur Verfügung stehen. Für Sars-CoV-2-relevante Messungen wurde ein Schnellzugang an BESSY II eingerichtet.

Die Berliner Biotech-Firma Molox GmbH und ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben ein Konsortium aus regionalen Forschergruppen und BASF initiiert. Gemeinsam wollen sie einen Startpunkt für die Entwicklung eines möglichen Wirkstoffs gegen das neue Coronavirus identifizieren. Ziele potenzieller Hemmstoffe werden bestimmte SARS-CoV2-Proteine sein, die die Ausbreitung oder Infektiosität der Viren begünstigen. An den Forschungsarbeiten sind auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin beteiligt.

Ein deutsch-chinesisches Team um Gisela Schütz vom MPI für Intelligente Systeme hat an BESSY II eine neue Wechselwirkung zwischen Licht und Materie entdeckt. Es gelang ihnen damit, nanometerfeine magnetische Wirbel in einer magnetischen Schicht zu erzeugen. Dabei handelt es sich um so genannte Skyrmionen, die für künftige Informationstechnologien interessant sind.

Steve Albrecht forscht an Perowskit-Solarzellen und hält mit seinem Team mehrere Wirkungsgrad-Weltrekorde. Als Schüler stand er vor der Entscheidung, Leistungsturner zu werden – und entschied sich für die Wissenschaft. Der sportliche Ehrgeiz begleitet ihn aber auch in seiner Forschung.

Die Freie Universität Berlin hat am 6. April 2020 Johannes Reuther auf die gemeinsame W2-Professur „Theory of Novel Quantum Materials“ ernannt. Der Physiker wird sowohl am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) als auch an der Freien Universität Berlin forschen. Durch die gemeinsame Berufung wird eine Brücke zwischen der experimentellen und der theoretischen Physik geschlagen.

Eigens für eine Entwicklung aus dem HZB gibt es nun in der Grafik für Solarzellen-Weltrekorde einen neuen Zweig. Die neue Weltrekord-Zelle besteht aus den Halbleitern Perowskit und CIGS, die zu einer monolithischen „zwei-Terminal“-Tandemzelle verschaltet sind. Aufgrund der verwendeten Dünnschichttechnologien überleben solche Tandemzellen im Weltall deutlich länger und können sogar auf biegsamen Folien produziert werden. Die neue Tandemzelle erreicht einen zertifizierten Wirkungsgrad von 24,16 Prozent.

Nach drei Wochen Home-Office und Minimalbetrieb wendet sich Bernd Rech wieder mit einer kurzen Videobotschaft an alle Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Er dankt ihnen für ihre Kreativität und Aufgeschlossenheit und wünscht allen Frohe Ostern!

Magnetische Monopole sind eigentlich unmöglich. Bei tiefen Temperaturen können sich jedoch in bestimmten Kristallen so genannte Quasiteilchen zeigen, die sich wie magnetische Monopole verhalten. Nun hat eine internationale Kooperation nachgewiesen, dass solche Monopole auch in einem Kagome-Spin-Eis-System auftreten. Ausschlaggebend waren unter anderem auch Messungen mit inelastischer Neutronenstreuung am Instrument NEAT der Berliner Neutronenquelle BER II*. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Science erschienen.

Vor 90 Jahren postulierte der Physiker Hans Bethe, dass in bestimmten magnetischen Festkörpern ungewöhnliche Muster auftreten. Nun ist es einem internationalen Team gelungen, solche Bethe-Strings erstmals experimentell nachzuweisen. Sie führten Neutronenstreuexperimente an verschiedenen Neutronenquellen durch, darunter auch Messungen am einzigartigen Hochfeldmagneten des BER II* am HZB. Die experimentellen Daten sind in hervorragender Übereinstimmung mit der theoretischen Vorhersage von Bethe und beweisen einmal mehr die Leistungsfähigkeit der Quantenphysik.

Die Berliner Synchrotronquelle BESSY II des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) nimmt für zwei Tage den Betrieb wieder auf. Mit der intensiven Röntgenstrahlung von BESSY II wollen Forscher nach Wirkstoffen gegen das Coronavirus SARS-CoV2 suchen. Fast zweihundert Proben aus einem wichtigen Protein des Virus werden in den kommenden Stunden untersucht. Die Proben sind mit unterschiedlichen Molekülen getränkt, die als Bestandteile von Wirkstoffen in Frage kommen. Die Analysen werden zeigen, ob bestimmte Moleküle besonders gut an das Proteinmolekül andocken und damit die Vermehrung des Virus behindern können. Diese Moleküle könnten Bestandteile eines künftigen Wirkstoffs werden. 

Ein Team aus Beschleunigerphysikern, Undulatorexperten und Experimentatoren hat am Speicherring BESSY II gezeigt, wie sich die Händigkeit (Helizität) von zirkular polarisierter Synchrotronstrahlung schneller umschalten lässt – und zwar bis zu einer Million Mal schneller als bisher. Sie nutzten dazu einen am HZB entwickelten elliptischen Doppel-Undulator und betrieben den Speicherring im sogenannten Two-Orbit-Modus. Dies ist eine besondere Betriebsart, die erst vor kurzem an BESSY II entwickelt wurde und die Basis für die schnelle Umschaltung liefert. Der ultraschnelle Wechsel der Lichthelizität ist vor allem für Untersuchungen von Prozessen in magnetischen Materialien interessant und wird schon seit langem von einer großen Nutzergemeinde erwartet.

Die Lage in den Berliner Arztpraxen spitzt sich immer weiter zu, weil wichtige Schutzkleidung und Desinfektionsmittel fehlen. Einige Praxen mussten aus diesem Grund bereits schließen. Das HZB hat sich deshalb zur schnellen Hilfe entschlossen und 65 Kisten mit Schutzkleidung gespendet, die normalerweise für die Arbeit in den Laboren und Reinräumen vorgesehen ist. Die Kisten wurden am 27.03.2020 der Kassenärztlichen Vereinigung Berlin übergeben.

Ein Coronavirus hält die Welt in Atem. SARS-CoV-2  ist hochansteckend und kann schwere Lungenentzündung mit Atemnot (COVID-19) verursachen. Weltweit sucht die medizinische Forschung nach Möglichkeiten, wie man die Vermehrung der Viren mithilfe von Medikamenten verhindern kann. Ein Team der Universität Lübeck und am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) hat dafür einen vielversprechenden Ansatz gefunden. Mithilfe des hochintensiven Röntgenlichts der Berliner Synchrotronquelle BESSY II haben sie die dreidimensionale Architektur der viralen Hauptprotease von SARS-CoV-2 entschlüsselt. Die virale Hauptprotease ist an der Vermehrung des Virus beteiligt.

Eine neue Materialklasse kann elektrische Energie sehr schnell speichern. Es handelt sich um zweidimensionale Titankarbide, so genannte MXene. Wie eine Batterie speichern sie durch elektrochemische Reaktionen große Mengen elektrischer Energie - aber im Gegensatz zu Batterien können sie in Sekundenschnelle geladen und entladen werden. In Zusammenarbeit mit der Drexel-Universität hat ein Team am HZB gezeigt, dass die Einlagerung von Harnstoffmolekülen zwischen den MXene-Schichten die Kapazität solcher "Pseudokondensatoren" um mehr als 50 Prozent erhöhen kann. An BESSY II haben sie analysiert, welche Veränderungen der MXene-Oberflächenchemie nach der Harnstoffeinlagerung dafür verantwortlich sind.

Ab 01. März 2020 baut Dr. Felix Büttner am HZB eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe zu „Topologischen Solitonen“ auf. Topologische Solitonen können in magnetischen Quantenmaterialien auftreten und extrem energieeffiziente Schaltprozesse ermöglichen. An BESSY II will er eine neue Abbildungstechnik entwickeln, um solche Quasiteilchen zu untersuchen. 

Seit mehr als 20 Jahren bieten die Charité – Universitätsmedizin Berlin und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) gemeinsam die Bestrahlung von Augentumoren mit Protonen an. 2019 wurden so viele Patienten wie noch nie zuvor in Berlin-Wannsee behandelt. 276 Patienten – und damit 20 Prozent mehr als im Vorjahr – unterzogen sich der Protonentherapie. Die Behandlung ist auf Aderhautmelanome des Auges spezialisiert. Der Protonenbeschleuniger am HZB ist die einzige Therapiestätte für diese Erkrankung in Deutschland. 

Berlin als internationale Wissenschaftsmetropole zu stärken, ist Ziel einer gemeinsamen Initiative der außeruniversitären Forschungseinrichtungen der Hauptstadt. Sie haben sich zur BR 50 (Berlin Research 50) zusammengeschlossen, um künftig gemeinsam Strategien für die Forschung und den Austausch mit Politik und Gesellschaft zu entwickeln. Auch das Helmholtz-Zentrum Berlin hat sich der Initiative angeschlossen. Die Kooperation mit den Berliner Universitäten wird hierdurch erleichtert und verstärkt.

An einer der drei MX-Beamlines am HZB wurde letzte Woche ein neuer Detektor installiert. Im Vergleich zum alten Detektor ist der neue besser, schneller und empfindlicher. Er ermöglicht es, binnen kürzester Zeit vollständige Datensätze von komplexen Proteinen aufzunehmen.

Max Grischek erhielt am 11. Februar 2020 den mit 2000 Euro dotierten Erhard-Höpfner-Studienpreis, den eine Fachjury der Berliner Wissenschaftlichen Gesellschaft für herausragende Abschlussarbeiten vergibt. Grischek studierte an der Technischen Universität Berlin und schrieb seine Masterarbeit in der Nachwuchsgruppe „Perowskit-Tandemsolarzellen“ am HZB.

Nanopartikel dringen leicht in Zellen ein. Wie sie sich dort verteilen und was sie bewirken, zeigen nun erstmals hochaufgelöste 3D-Mikroskopie-Aufnahmen an den Synchrotronlichtquellen BESSY II und ALBA. So reichern sich bestimmte Nanopartikel bevorzugt in bestimmten Organellen der Zelle an. Dadurch kann der Energieumsatz in der Zelle steigen. „Die Zelle sieht aus wie nach einem Marathonlauf, offensichtlich kostet es Energie, solche Nanopartikel aufzunehmen“, sagt Hauptautor James McNally.

Mit einem äußeren Magnetfeld lassen sich normalerweise die winzigen magnetischen Momente in Festkörpern entlang des Außenfeldes ausrichten – so dass die Probe schließlich ferromagnetisch wird. Doch das trifft nicht auf jedes Material zu. Ein Team hat nun Kristalle aus einer Uranverbindung unter extrem hohen Magnetfeldern mit Neutronen untersucht und ein deutlich komplexeres Verhalten beobachtet. Die Experimente fanden am Hochfeldmagneten an der Neutronenquelle BER II des HZB statt, der ein konstantes Magnetfeld von bis zu 26 Tesla erzeugt. Dies ist etwa 500.000mal stärker als das Erdmagnetfeld. Weitere Experimente mit gepulsten Magnetfeldern bis zu 45 Tesla wurden am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) durchgeführt. 

Ein internationales Team hat mit Neutronen- und Röntgen-Tomographie die dynamischen Prozesse untersucht, die an den Elektroden in Lithium-Batterien stattfinden und zu Leistungsabbau führen. Mit einem neuen mathematischen Verfahren gelang es, die zu einer kompakten Rolle aufgewickelten Elektroden „virtuell zu entrollen“ und so tatsächlich zu beobachten, was an den Elektroden geschieht. Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlicht.

Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen (CIGSe) sind kostengünstig in der Herstellung und erreichen nun Wirkungsgrade von deutlich mehr als 20 Prozent. Dies wurde durch Nachbehandlungen mit Alkali-Elementen erreicht, die auch für eine industrielle Produktion geeignet sind. Ergebnisse zur Wirkungsweise dieser Alkali-Nachbehandlungen aus dem EU-Projekt Sharc25 sind nun in Advanced Energy Materials publiziert.

Expertinnen und Experten aus 51 Forschungseinrichtungen, darunter auch aus dem HZB, haben sich nun auf die Verfahren geeinigt, um die Stabilität von Perowskit-Solarzellen zu messen und ihre Qualität zu bewerten. Die Konsenserklärung wurde in Nature Energy publiziert und gilt als Meilenstein für die weitere Entwicklung dieses neuen Solarzellen-Typs auf dem Weg zur industriellen Anwendung.

Im Rennen um immer höhere Wirkungsgrade liegt ein HZB-Entwicklungsteam wieder vorne. Die Gruppen von Steve Albrecht und Bernd Stannowski  haben eine Tandemsolarzelle aus den Halbleitern Perowskit und Silizium entwickelt, die 29,15 Prozent des eingestrahlten Lichts in elektrische Energie umwandelt. Dieser Wert ist offiziell durch das CalLab des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zertifiziert. Damit ist die Überwindung der 30% Effizienz-Marke in greifbare Nähe gerückt.

Was ist ultraviolette Strahlung? Wofür nutzt man Röntgenstrahlen? Und was ist nochmal Radioaktivität? Im Physikunterricht stehen diese Fragen zwar auf dem Lehrplan, aber anschauliche Versuche zu diesen Themen gibt es selten. Vom 5. bis 13. März 2020 können Schülerinnen und Schüler genau zu diesen Themen im Schülerlabor des HZB in Adlershof experimentieren. Am 12. März sind alle Interessierten eingeladen.    

Zahlreiche Gäste aus Politik, Wissenschaft und der Belegschaft haben das Festkolloquium am 13. Januar 2020 an der Freien Universität Berlin besucht. Sie haben mit uns Abschied genommen von der spannenden und höchst produktiven Zeit der Neutronenforschung am BER II. In unserer Schrift können Sie diese Zeit noch einmal Revue passieren lassen.

Blei aus metall-organischen Perowskitverbindungen wird deutlich stärker von Pflanzen aufgenommen als beispielsweise Blei aus anorganischen Quellen. Dies zeigt eine Studie von HZB-Forscher Antonio Abate mit Partnern aus China und Italien, die in Nature communications veröffentlicht ist.

Ein Team hat analysiert, wie sich das Biomolekül Rhodopsin nach der Aktivierung durch Licht verändert. Rhodopsin spielt beim Sehen eine zentrale Rolle, ist aber auch ein Prototyp für Rezeptoren in anderen Sinnesorganen. Ein neu entwickeltes Infrarotspektrometer an BESSY II hat es ermöglicht, diese Untersuchung erstmals unter natürlichen Bedingungen durchzuführen. Mit der neuen Methode lassen sich schnelle, irreversible Reaktionen mit nur einer einzigen Messung beobachten. Bislang mussten dafür tausende solcher Reaktionen ausgewertet werden. Viele biologische Prozesse sind jedoch irreversibel und lassen sich nicht zyklisch wiederholen.

Seit 1. Januar 2020 bezieht das HZB seinen Strom zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien. Dadurch reduziert das HZB den CO₂-Ausstoß jährlich um zirka 17.400 Tonnen (bezogen auf das Jahr 2018). Mit der Umstellung auf Ökostrom bekennt sich das HZB zu der Verantwortung, einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.

Neue Experimente an BESSY II mit magnetisch dotierten Topologischen Isolatoren zeigen vielversprechende Möglichkeiten für eine verlustfreie Signalübertragung auf. Ein überraschendes Phänomen der Selbstorganisation hilft dabei. Zukünftig könnte es so möglich sein, Materialien zu entwickeln, die dieses Phänomen bei Raumtemperatur zeigen und sich als Q-Bit Recheneinheiten in einem Quantencomputer einsetzen lassen. Die Arbeit ist im renommierten Wissenschaftsjournal Nature publiziert.

In diesem Jahr zeichnete der Freundeskreis des HZB gleich zwei herausragende Promotionsarbeiten mit dem Ernst-Eckhard-Koch-Preis aus. Der Europäische Innovationspreis Synchrotronstrahlung ging an ein Team aus Physikern des DESY und des Paul-Scherrer-Instituts. Die Preisverleihung  fand auf dem diesjährigen Nutzertreffen des HZB statt, das mit über 500 Teilnehmerinnen und Teilnehmern und mehr als 50 Ausstellern sehr gut besucht war.

In Tumorzellen ist die DNA im Vergleich zu normalen Körperzellen verändert. Wie solche Veränderungen verhindert oder gehemmt werden können, ist ein spannendes Forschungsgebiet mit großer Relevanz für die Entwicklung von Krebsbehandlungen. Ein interdisziplinäres Team hat nun durch Proteinkristallographie an BESSY II die möglichen  Bindungsmechanismen von bestimmten therapeutischen Substanzen aus der Gruppe der Tetrazolhydrazide an ein entscheidendes Protein in der Zelle analysiert.

Nach 46 Jahren erfolgreicher Forschung mit Neutronen wird der Betrieb des Berliner Forschungsreaktors BER II am 11. Dezember 2019 eingestellt. Diesen Termin verkündete der Aufsichtsrat des HZB am 25. Juni 2013. Durch die frühe Bekanntgabe ist es dem HZB gelungen, sein Profil auf die Erforschung von Energiematerialien und die Weiterentwicklung des Elektronenspeicherrings BESSY II zu fokussieren. Der BER II soll in den nächsten Jahren zurückgebaut werden.

Der Klimawandel und seine Ursachen sind unstrittig. Aber wie kommen wir vom Wissen zum Handeln? Was kann die Wissenschaft dazu beitragen? Am Donnerstag, den 5.12.2019 um 17:00 diskutieren Clara Mayer (Fridays for Future), Volker Quaschning (HTW Berlin und Scientists for Future); Bernd Rech (wissenschaftlicher Geschäftsführer des HZB) und Kira Vinke (Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung) diese Frage. Die Veranstaltung findet im Bunsen-Hörsaal der WISTA in Adlershof statt und ist öffentlich. Der Eintritt ist frei.

Am 27.11.2019 fand am HZB das Auftakttreffen des Helmholtz-Inkubator-Projekts Ptychography 4.0 statt. Sieben Helmholtz-Zentren wollen gemeinsam Methoden der Datenwissenschaft weiter entwickeln, um mehr Informationen aus Elektronen- und Röntgenmikroskopie zu gewinnen. Insbesondere geht es darum, mit „virtuellen Linsen“ Abbildungsfehler zu korrigieren und so das Auflösungsvermögen deutlich zu steigern.

Für ihr Projekt "EPR on a chip - Eine Revolution in der spinbasierten Analytik" gewinnen Klaus Lips (HZB) und Jens Anders (Uni Stuttgart) den Technologietransferpreis 2019 des HZB.

Bereits im dritten Jahr in Folge darf sich das HZB über einen außergewöhnlichen Erfolg bei der Feinwerkmechaniker-Ausbildung freuen. Shayne Fraiss beendete seine Ausbildung als Bester seines Jahrgangs in Berlin. Wir haben ihn und seine Ausbilder gefragt, was das Geheimrezept für diesen Erfolg ist.

Ein HZB-Team hat durch kristallographische Analysen an der Synchrotronquelle Diamond Light Source (DLS) in Großbritannien erstmals nachgewiesen, dass Hybrid-Perowskite ohne Inversions-Zentren auskristallisieren. Durch Wechselwirkungen zwischen den organischen Molekülen und benachbarten Jod-Atomen können sich so ferroelektrische Domänen bilden, die über weitere Effekte höhere Wirkungsgrade in Solarzellen ermöglichen. In anorganischen Perowskiten kann diese ferroelektrische Domänenbildung nicht stattfinden.

Am 7. November 2019 zeichnete Michael Müller, der Regierende Bürgermeister von Berlin und Senator für Wissenschaft und Forschung, zum zwölften Mal herausragende Forschungsleistungen aus. Mit dem Nachwuchspreis wurde in diesem Jahr Prof. Dr. Steve Albrecht für seine Forschung an neuartigen Tandemsolarzellen geehrt. Albrecht lehrt als Juniorprofessor am Institut für Hochfrequenz- und Halbleiter-Systemtechnologien der Technischen Universität Berlin und leitet am Helmholtz-Zentrum Berlin die Forschungsgruppe “Perowskit Tandemzellen”. Der Nachwuchspreis wird an Wissenschaftlerinnen oder Wissenschaftler vergeben, die nicht älter als 35 Jahre sind und ist mit 10.000 Euro dotiert.

Malaria zählt zu den bedrohlichsten Infektionserkrankungen weltweit. Nun konnte ein internationales Team Malaria-Erreger in roten Blutkörperchen unter natürlichen Bedingungen mit Röntgenmikroskopie an BESSY II und den Synchrotonquellen ALBA und ESRF untersuchen. Die Auswertung zeigt, über welche Mechanismen Wirkstoffe die Erreger angreifen. Dies könnte dazu beitragen, Wirkstoffe und Therapien gezielt zu verbessern.

Bis 2050 muss der Gebäudebestand in Deutschland nahezu klimaneutral gestaltet sein, um die Klimaziele zu erreichen – ein ambitioniertes Ziel. Gerade in den Städten mit mehrgeschossiger Bauweise bieten Dachflächen allein nicht ausreichend Platz, um einen wesentlichen Anteil des Strombedarfs durch Photovoltaik zu decken. Inzwischen gibt es eine große Bandbreite an Fassadenelementen, die photovoltaisch Strom erzeugen. Bislang werden solche gebäudeintegrierten PV-Module jedoch nur selten eingebaut. Die Beratungsstelle für bauwerkintegrierte Photovoltaik (BAIP) am HZB will das ändern.

Am 28. 10. 2019 wurde ein neues Instrument an die Nutzerschaft von BESSY II übergeben. Das Instrument wurde durch das Russisch-Deutsche Labor an BESSY II entwickelt. Monochromator und Apparatur für spin- und winkelaufgelöste Photoemission haben ihre Testphase erfolgreich absolviert und ermöglichen präzise Messungen der elektronischen Bandstruktur mit Spinauflösung von unterschiedlichen Materialklassen wie topologischen Isolatoren und magnetischen Sandwichstrukturen, aber auch von neuartigen Solarzellenmaterialien auf Perowskitbasis. Ebenso wurde ein Photoelektronenmikroskop entwickelt.

„Energy Research for Future – Forschung für die Herausforderungen der Energiewende“ ist das Motto für die Jahrestagung des ForschungsVerbunds Erneuerbare Energien am 22. und 23. Oktober 2019 im Umweltforum Berlin. Auf der Tagung zeigen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler u.a. auch aus dem HZB den dringenden Handlungsbedarf auf. Sie analysieren, wo Hemmnisse für eine schnelle Energiewende liegen und wie sie überwunden werden können. Leitplanke für alle Maßnahmen der Politik sollten die Klimaziele von Paris sein.

Am 15. November wird das beste Innovationsprojekt aus dem HZB mit dem Technologietransfer-Preis 2019 ausgezeichnet. Die Preisverleihung ist öffentlich und findet um 14:00 Uhr im BESSY II Hörsaal am HZB-Standort in Berlin-Adlershof statt. Über alle zum Wettbewerb eingereichten Projekte informiert eine Ausstellung ab Montag, den 21. Oktober zunächst in Wannsee, ab 4. November in Adlershof.

In bestimmten magnetischen Materialien wie Cu₂OSeO₃ entstehen magnetische Wirbel, so genannte Skyrmionen. Diese Skyrmionen lassen sich durch niedrige elektrische Ströme kontrollieren, was eine energiesparende Datenverarbeitung ermöglichen könnte. Nun ist es einem Team gelungen, an der VEKMAG-Station an BESSY II eine neue Technik zu entwickeln, um diese Wirbel präzise zu vermessen und dabei die drei unterschiedlichen Eigenschwingungen zu beobachten.

Auf der 5th International Conference on Perovskite Solar Cells and Optoelectronics (PSCO-19) erhielt Dr. Götz Schuck einen Preis für seinen Posterbeitrag. Die große internationale Konferenz fand vom 30.09.2019 bis 02.10.2019 in Lausanne, Schweiz, statt.

Mit einer neuen Forschergruppe stärken die Freie Universität Berlin und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) die Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Quantenrechnens und der Simulation. Quantenmaterialien haben sehr interessante Eigenschaften, die Forschende nutzen wollen, um Daten deutlich schneller und effizienter zu verarbeiten. An Synchrotronstrahlungsquellen wie BESSY II können sie diese Materialien hervorragend untersuchen. Besonders vielversprechend ist es dabei, im Voraus die Materialeigenschaften mit Quantensimulationen zu berechnen, denn dadurch lassen sich Experimente zielgerichteter durchführen.

Ein HZB-Team hat erfolgreich Fördermittel aus dem "Helmholtz European Partnering"-Programm der Helmholtz-Gemeinschaft eingeworben, um die Zusammenarbeit mit der Universität Ljubljana, Slowenien, auszubauen. Thema der Kooperation sind Tandem-Solarzellen aus Perowskit und Silizium und insbesondere ihre genaue Charakterisierung.

Im September 2019 wurde Prof. Dr. Catherine Dubourdieu in den Vorstand der Materials Research Society (MRS) gewählt. Die MRS ist eine der größten wissenschaftlichen Vereinigungen und hat fast 14.000 Mitglieder aus verschiedenen Bereichen der Natur- und Ingenieurwissenschaften.

Ein Team von Forschenden aus Potsdam, Berlin und Grenoble konnte mit ultraschneller 3D-Neutronenbildgebung den Transport von Wasser im Boden und die anschließende Aufnahme durch die Wurzeln von Lupinen visualisieren. Die ultrakurze Neutronentomographie, die am HZB entwickelt wurde, erzeugt alle 1,5 Sekunden eine vollständige 3D-Aufnahme und ist damit siebenmal so schnell wie zuvor. Die Erkenntnisse sind hilfreich, um die Wasser- und Nährstoffaufnahme von Nutzpflanzen besser zu verstehen. Die Messungen fanden an der Neutronenquelle des Instituts Laue Langevin in Grenoble, Frankreich statt. Die Methode ist auch für die Analyse von Transportprozessen in anderen Materialien interessant.

Thüringens Wissenschaftsminister gibt Startschuss für Zusammenarbeit zur Erforschung neuer Energiespeicher: Die Friedrich-Schiller-Universität Jena und das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) haben mit der Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding am 19. September 2019 die Grundlage für eine enge Kooperation gelegt. Das Zentrum für Energie und Umweltchemie Jena (CEEC Jena) und das HZB wollen zukünftig gemeinsam an neuartigen Energiespeichermaterialien und -systemen forschen.

Für Marcel Risch ist es eine Rückkehr: Schon im Studium untersuchte er Proben am Berliner Teilchenbeschleuniger BESSY II. Nach einigen Jahren am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) und in Göttingen baut er jetzt am HZB seine eigene Gruppe auf – unterstützt vom European Research Council.

173 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter haben sich an der internen Umfrage zum Thema Kurzstreckenflüge beteiligt (Stand Mittwochmittag). 146 wären bereit, Zugfahrten von bis zu 12 Stunden Dauer in Kauf zu nehmen, um eine Flugreise zu ersetzen. Dieses Ergebnis zeigt eine große Bereitschaft zum klimafreundlichen Handeln unter den Forschenden, von denen sich viele auch privat engagieren und zum Beispiel an der großen Klimademo am 20. September in Berlin teilnehmen (Hinweise unten im Text).

Seit September 2019 forscht Dr. Yaolin Xu mit einem Stipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung an der Weiterentwicklung von Lithium-Batterien am HZB. Diese Batterien könnten in Zukunft deutlich mehr Energie speichern als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien (LIBs).

Ein HZB-Team hat einen neuartigen Probenhalter entwickelt, der die Messung von Proteinkristallen deutlich erleichtert. In einem kurzen Video zeigen die Forscher, wie Proteine in Lösung auf den neuen Probenhaltern selbst auskristallisieren und im Anschluss an den MX-Beamlines von BESSY II analysiert werden können. Ein Patent ist bereits erteilt und ein Hersteller gefunden.

Charles ‘Chuck’ S. Fadley, a pioneer in photoemission spectroscopy and internationally renowned Distinguished Professor Emeritus of Physics at the University of California, Davis, and Senior Faculty Scientist at the Lawrence Berkeley National Laboratory, USA, passed away on the 1st of August 2019. He remained an active and avid researcher until a few weeks before his death at age 77.

Ein Team um Prof. Steve Albrecht aus dem HZB stellt auf der weltgrößten internationalen Fachkonferenz EU PVSEC in Marseille am 11. September 2019 einen neuen Weltrekord für eine Tandem-Solarzelle vor. Die Solarzelle kombiniert die Halbleitermaterialien Perowskit und CIGS und erreicht damit einen zertifizierten Wirkungsgrad von 23,26 Prozent. Ein Grund für diesen Erfolg liegt in einer Zwischenschicht aus organischen Molekülen, die sich selbstorganisiert so anordnen, dass auch raue Halbleiter-Oberflächen lückenlos bedeckt werden. Dafür wurden zwei Patente eingereicht.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) will Technologien gemeinsam mit Industriepartnern schneller an den Markt bringen und seine Expertise in der Material- und Energieforschung nutzen, um Fragestellungen aus der Industrie in gemeinsamen Projekten zu untersuchen. Die neu gegründete Stabsabteilung „Technologietransfer und Innovation“ wird dafür Kooperationspartner und Anwendungen, die industriell interessant ist, identifizieren.

Ein HZB-Team hat erstmals mit Hilfe von Neutronenexperimenten präzise analysiert, wie und wo sich Nanopartikel aus Lithiumsulfid und Schwefel im Lauf der Ladezyklen an den Batterie-Elektroden abscheiden. Die Ergebnisse können dazu beitragen, die Lebensdauer von Lithium-Schwefel-Akkus zu erhöhen.

Javier Villalobos ist mit einem Preis für das beste Poster auf dem International Workshop on Correlated Dynamics in Energy Conversion (IWCE 19) in Göttingen ausgezeichnet worden. Der Doktorand arbeitet in der Nachwuchsgruppe „Gestaltung des Sauerstoffentwicklungsmechanismus“. Seine Forschung trägt dazu bei, die elektrokatalytische Sauerstoffentwicklung besser zu verstehen.

Das „Journal of Magnetic Resonance" und die ISMAR (International Society of Magnetic Resonance) zeichneten Silvio Künstner für seinen Vortrag „Rapid Scan EPR-on-a-chip" mit einem Young Scientist Award aus. Darin präsentierte der Doktorand aus dem HZB-Institut „Nanospektroskopie“ aktuelle Fortschritte bei der Entwicklung eines miniaturisierten Elektronenspinresonanz-Spektrometers.

Der im EEG von 2012 festgelegte Stopp der Einspeisevergütung durch den 52 GW-Deckel läuft dem erforderlichen massiven Ausbau der Photovoltaik und damit auch den deutschen Klimaschutzzielen diametral entgegen. Stattdessen sollte PV-Strom, der nicht lokal verbraucht werden kann, auch nach Erreichen von 52 GW installierter Leistung ins Netz eingespeist und vergütet werden. Der Forschungsverbund Erneuerbare Energien (FVEE) empfiehlt daher, so schnell wie möglich eine Anschlussregelung zu finden, die den für die Klimaschutzziele erforderlichen Solarausbau sichert.

Erstmals hat ein HZB-Team mathematisch exakt formuliert, wie korkenzieherförmige Nano-Antennen mit Licht wechselwirken. Mit dem mathematischen Werkzeug lässt sich die jeweils geeignete Geometrie berechnen, die eine Nano-Antenne für konkrete Anwendungen in der Sensorik oder in der Informationstechnologie besitzen muss.

Mit einem am HZB entwickelten Rotationstisch hat ein internationales Forscher-Team an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz, SLS, einen neuen Rekord erreicht: Mit 208 dreidimensionalen Röntgenaufnahmen (Tomographien) pro Sekunde konnten sie die dynamischen Prozesse beim Aufschäumen von flüssigem Aluminium dokumentieren. Im Fachjournal Nature Communications wird die Methode vorgestellt.

Forscher des Ägyptischen Museums und Papyrussammlung, der Berliner Universitäten und des Helmholtz-Zentrums Berlin untersuchten ein kleines Papyrus-Stück, das vor zirka 100 Jahren auf der Nil-Insel Elephantine ausgegraben wurde. Unter anderem nutzten die Forschenden zerstörungsfreie Methoden an BESSY II. Die Arbeit, über die Forscher im Journal of Cultural Heritage berichteten, ist für weitere Analysen der Papyrussammlung in Berlin und darüber hinaus wegweisend.

Christiane Becker erhöht mit winzigen Strukturen den Lichteinfang in Solarzellen und arbeitet daran, diese Technologie in die industriellen Umsetzung zu bringen. „Über allem schwebt am HZB dieser Spirit, dass wir an den erneuerbaren Energien der Zukunft mitarbeiten, und das ist ungemein beflügelnd“, erzählt sie im Portrait.

Kunststoffe sind wunderbare Materialien: extrem vielseitig und nahezu ewig haltbar. Doch genau das ist ein Problem, denn nach nur rund 100 Jahren Kunststoffproduktion befinden sich inzwischen Plastik-Partikel überall, im Grundwasser, in den Ozeanen, in der Luft und in der Nahrungskette. 

Diesen Sommer haben Forscherinnen und Forscher an der australischen Neutronenquelle ACNS bei Australia’s Nuclear Science and Technology Organisation ANSTO eine gemeinsame Neutronenschule organisiert. Die HZB-ANSTO Neutronenschule soll künftig alle zwei Jahre stattfinden. 

Supraleitende Hochfrequenzkavitäten können Elektronenpakete in modernen Synchrotronquellen und Freien Elektronenlasern mit extrem hoher Energie ausstatten. Zurzeit bestehen sie aus reinem Niob. Eine internationale Kooperation hat nun untersucht, welche Vorteile eine Beschichtung mit Niob-Zinn im Vergleich zu reinem Niob bietet.

Bereits vor 115 Millionen Jahren waren tropische Blütenpflanzen offenbar sehr vielfältig und zeigten alle typischen Merkmale. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam unter Leitung von Clément Coiffard, Museum für Naturkunde Berlin. Das Team berichtet in der renommierten Fachzeitschrift Nature Plants über die älteste vollständig erhaltene Lilie, Cratolirion bognerianum, die an einem Fundort im heutigen Brasilien entdeckt wurde. Mit Hilfe von 3D-Computertomographien am Helmholtz-Zentrum Berlin ließen sich auch Details auf der Rückseite der fossilisierten Pflanze analysieren. Die Ergebnisse werfen neue Fragen über die Rolle der Tropen bei der Entwicklung damaliger und heutiger Ökosysteme auf.

Acht Wochen lang arbeiten die Sommerstudierenden nun am Helmholtz-Zentrum Berlin an einem Forschungsprojekt. Erfahrene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des HZB betreuen sie dabei. Am Donnerstag, den 30. August, werden sie ihre Ergebnisse vorstellen.

In farbstoffbasierten Solarzellen sorgen Übergangsmetall-Komplexe dafür, dass Licht in elektrische Energie umgewandelt wird. Bisher ging man davon aus, dass innerhalb des Moleküls eine räumliche Ladungstrennung stattfindet. Dass dies eine zu simple Beschreibung des Prozesses ist, zeigt eine Analyse an BESSY II. Erstmals hat dort ein Team die fundamentalen elektronischen Prozesse rund um das Metallatom und seine Liganden untersucht. Die Arbeit ist in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie, International Edition“ erschienen und stellt das Titelbild.

Wie schnell kann ein Magnet seine Ausrichtung ändern und was sind die mikroskopischen Mechanismen? Diese Fragen sind für die Entwicklung von Datenspeichern und Computerchips von größter Bedeutung. Jetzt ist es einem HZB-Team am BESSY II erstmals gelungen, den wichtigsten mikroskopischen Prozess des ultraschnellen Magnetismus experimentell zu beobachten. Die zu diesem Zweck entwickelte Methodik kann auch zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Spins und Gitterschwingungen in Graphen, Supraleitern oder anderen (Quanten-)Materialien verwendet werden.

Mit dem diesjährigen Karl-Scheel-Preis würdigt die Physikalische Gesellschaft zu Berlin Steve Albrecht vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie für seine Arbeiten auf dem Gebiet von hocheffizienten Tandem-Solarzellen mit Absorbern aus Metall-Halogenid-Perowskiten.

Seit Mitte Mai 2019 weiden Schafe auf dem Campus in Wannsee und tragen zur Landschaftspflege bei. Nun haben sie Verstärkung bekommen: Fünf Schafe und fünf Ziegen unterstützen die bestehende Herde seit dem 14. Juni 19 bei ihrer „Arbeit“. Da die Ziegen bevorzugt Brombeeren und dornige Pflanzen fressen, finden sie ideale Bedingungen auf dem naturbelassenen Grundstück vor.

Mehr als 200 Menschen haben ihre Lieblingsbilder beim Fotowettbewerb „Augenblicke im HZB“ während der Langen Nacht der Wissenschaften ausgewählt. Nun stehen die Gewinner fest, die Entscheidung war äußerst knapp.

Vertreter des Ausschusses für Wissenschaft und Forschung des Abgeordnetenhauses von Berlin kamen am 17. Juni 2019 zu Gesprächen mit der Geschäftsführung und mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrum Berlin zusammen. Bei ihrem zirka zweistündigen Besuch besichtigten sie Labore der Energieforschung und sprachen über Perspektiven des Standorts nach dem Abschalten des Forschungsreaktors BER II.

Trotz hochsommerlicher Temperaturen konnte das HZB mehr als 1300 Menschen zur Langen Nacht der Wissenschaften am Standort Wannsee begrüßen. Das sind rund 15 Prozent mehr als beim letzten Mal (2017), als sich der Standort beteiligte. Besuchermagneten waren die Führungen durch die Energieforschungslabore und durch die Experimentierhallen um den Forschungsreaktor.

In Wannsee entstand in nur eineinhalb Jahren Bauzeit ein Labor-Neubau für die organische Chemie (LE-Gebäude), der nun mit der Silberplakette „Nachhaltiges Bauen“ ausgezeichnet wurde. Es ist das erste Gebäude des HZB, das nach den strengen Kriterien zertifiziert wurde. Im Erdgeschoss befindet sich ein physikalisch-chemisches Labor für das Institut "Funktionale Oxide für energieeffiziente Informationstechnologien (EM-IFOX)".

Die Sonne liefert enorm viel Energie. Doch können wir unseren Energiebedarf damit wirklich decken? Lässt sich Sonnen-Energie eigentlich speichern? Und wie leistungsstark werden neuartige Batterien sein? Bei der Langen Nacht der Wissenschaften am 15. Juni 2019 (17 - 24 Uhr) am Helmholtz-Zentrum Berlin in Wannsee können die Besucher mit Forscherinnen und Forschern ins Gespräch kommen, geheime Orte und interessante Details entdecken. Personalausweis mitbringen!

Dramatische Kostensenkungen und der rasante Ausbau der Produktionskapazitäten machen die Photovoltaik zu einer der attraktivsten Technologien für eine globale Energiewende. Nicht nur der Stromsektor, sondern auch Verkehr, Wärme, Industrie und Chemieprozesse werden in Zukunft maßgeblich durch Solarstrom versorgt, weil der bereits jetzt in großen Teilen der Welt die preiswerteste Form der Stromerzeugung darstellt. Darin liegen Chancen, aber auch Herausforderungen – auf der Ebene des Energiesystems ebenso wie für Forschung und Industrie. Die Eckpunkte der zukünftigen Entwicklungen beschreiben führende internationale Photovoltaik-Forscher rund um die Global Alliance for Solar Energy Research Institutes in einem Artikel, der am 31. Mai im Journal »Science« erschien.

Teams der Humboldt-Universität und am Helmholtz-Zentrum Berlin haben ein neues Material aus der Familie der Kohlenstoffnitride untersucht. Das Triazin-basierte graphitische Kohlenstoffnitrid (TGCN) ist ein Halbleiter, der sich gut für Anwendungen in der Optoelektronik eignen sollte. Die Struktur ist zweidimensional und erinnert an Graphen. Anders als beim Graphen ist die Leitfähigkeit jedoch senkrecht zu den Ebenen 65mal höher als in den Ebenen selbst.

Prof. Dr. Bernd Rech und Prof. Dr. Jan Lüning sind seit 1. Juni 2019 wissenschaftliche Geschäftsführer des Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. Bernd Rech verantwortet den Bereich "Energie und Information"; Jan Lüning leitet den Bereich "Materie". Damit hat der Aufsichtsrat des HZB zwei international anerkannte Experten an die wissenschaftliche Spitze des Zentrums bestellt.

Mehrere Forschungseinrichtungen entwickeln mit dem Industriepartner Bruker eine miniaturisierte EPR-Messvorrichtung, um Halbleitermaterialien, Solarzellen, Katalysatoren und Elektroden für Brennstoffzellen und Batterien zu untersuchen. Das „Lab on a Chip“ wird einen Technologiesprung in der Elektronenspinresonanz (EPR auf Englisch) ermöglichen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt „EPR-on-a-Chip“ mit 6,7 Millionen Euro. Am 3. Juni 2019 fand das Auftakttreffen am Helmholtz-Zentrum Berlin statt.

Einmal im Jahr heißt es im Schülerlabor: Türen auf für Kita-Kinder! Zum deutschlandweiten Tag der Kleinen Forscher experimentierten 85 Vorschulkinder im HZB-Schülerlabor in Berlin-Adlershof. Mit selbstgebastelten Spektroskopen untersuchten sie die Eigenschaften von Licht und schauten sich Plakatschnipsel unterm Mikroskop an. Auch am Standort Wannsee sind Aktionen geplant.

Die Technische Universität Dortmund und das Helmholtz-Zentrum Berlin haben Prof. Dr. Adolfo Velez Saiz gemeinsam zum Professor für Beschleunigerphysik berufen. Er leitet die Arbeitsgruppe Kavitäten-Entwicklung im HZB-Institut „SRF- Wissenschaft und Technologie“. Mit der Berufung stärkt das HZB seine Expertise in der Entwicklung neuer Beschleunigertechnologien.

Auf dem Frühjahrstreffen der Materials Research Society hat Jakob Bombsch für sein Poster zu CIGSe-Absorbern für die Dünnschichtphotovoltaik eine Auszeichnung erhalten. Bombsch forscht in der Abteilung Grenzflächendesign, die von Prof. Marcus Bär geleitet wird. 

Volkswagenstiftung fördert Machbarkeitsstudie durch HZB-Experten für künstliche Photosynthese

Auch am Südpol scheint die Sonne – im Sommer sogar fast rund um die Uhr. Forschungsstationen könnten im Sommer mit Sonnenlicht „solaren Wasserstoff“ produzieren und so auf Erdöl weitgehend verzichten. Wasserstoff besitzt eine hohe Energiedichte, lässt sich gut speichern und bei Bedarf als Brennstoff nutzen, ohne die Umwelt zu belasten. Matthias May, HZB, und Kira Rehfeld, Uni Heidelberg, wollen nun überprüfen, ob  die solare Brennstofferzeugung in der Antarktis realisierbar ist. Das Projekt wird von der Volkswagenstiftung gefördert.

Auf dem "International Bunsen-Discussion-Meeting on Fundamentals and Applications of (Photo) Electrolysis for Efficient Energy Storage” erhielt Dr. Prince Saurabh Bassi den Posterpreis. Bassi ist Postdoc bei Prof. Sebastian Fiechter am HZB-Institut für Solare Brennstoffe.

Am 15. Mai 2019 sind sie auf dem Campus in Berlin-Wannsee angekommen: Sieben weibliche Schafe und zwei Lämmer der Hausschafrasse „Skudde“. Bis Herbst sollen sie den naturnahen Campus beweiden und dadurch zur Artenvielfalt beitragen. Durch den Verzicht auf großflächige Mahd sollen naturbelassene Wildwiesen entstehen, die besonders insekten- und bienenfreundlich sind.

Prof. Dr. Bernd Stannowski hat einen Ruf auf eine gemeinsame S-Professur für „Photovoltaik“ an die Beuth Hochschule für Technik Berlin erhalten und angenommen. Der Physiker leitet die Arbeitsgruppe „Silizium-Photovoltaik“ am Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin (PVcomB) des HZB.

Durch intensive Laserpulse kann die Magnetisierung eines Materials sehr schnell manipuliert werden. Magnetisierung wiederum ist fundamental mit dem Drehimpuls der Elektronen im Material verbunden. Ein Forscherteam des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) konnte nun an BESSY II den Drehimpulstransfer in einer ferrimagnetischen Eisen-Gadolinium-Legierung im Detail verfolgen. Dabei gelang es ihnen, am Femtoslicing-Experiment bei BESSY II die ultraschnelle optische Entmagnetisierung zu vermessen und deren grundlegende Prozesse und Geschwindigkeitsgrenzen zu verstehen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht.

Kupferoxid könnte in Solarzellen oder als Photokathode für die solare Energieumwandlung theoretisch hohe Wirkungsgrade ermöglichen. Praktisch aber kommt es zu großen Verlusten. Nun konnte ein Team am HZB mit einem raffinierten Femtosekunden-Laserexperiment aufklären, wo diese Verluste stattfinden: Sie treten weniger an den Grenzflächen auf, sondern vielmehr bereits im Innern des kristallinen Materials. Diese Ergebnisse geben Hinweise, um Kupferoxid und andere Metalloxide für Anwendungen als Energiematerialien zu optimieren.

Lithium-Akkus verlieren mit der Zeit an Kapazität. Bei jeder neuen Aufladung können sich Mikrostrukturen an den Elektroden bilden, die die Kapazität weiter reduzieren. Nun hat ein HZB-Team zusammen mit Batterieforschern aus dem Forschungszentrum Jülich, der Universität Münster und Partnern aus Forschungseinrichtungen in China den Prozess der Degradation von Lithium-Elektroden erstmals im Detail dokumentiert. Dies gelang ihnen mithilfe eines 3D-Tomographieverfahrens mit Synchrotronstrahlung an BESSY II (HZB) sowie am Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG). Ihre Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Materials Today veröffentlicht (Open Access).

Einem Team am Helmholtz-Zentrum Berlin ist es gelungen, durch Ko-Verdampfung anorganische Perowskit-Dünnschichten bei moderaten Temperaturen herzustellen – ein Nachtempern bei hohen Temperaturen entfällt. Dadurch lassen sich Dünnschichtsolarzellen aus diesem Material deutlich leichter herstellen. Anorganische Perowskite sind im Gegensatz zu den hybriden metallorganischen Perowskiten thermisch stabiler. Die Arbeit ist im Fachjournal Advanced Energy Materials veröffentlicht.

Bei den Thermoelektrika könnte Zinnselenid die bisherigen Rekordhalter aus Wismuttellurid an Effizienz deutlich übertreffen. Allerdings ist der thermoelektrische Effekt in Zinnselenid nur bei Temperaturen oberhalb von 500 Grad so enorm. Nun zeigen Messungen an den Synchrotronquellen BESSY II und PETRA III, dass sich Zinnselenid auch bei Raumtemperatur als Thermoelektrikum nutzen lässt – sofern man hohen Druck anlegt.

Ein Team der Universität Greifswald und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) hat an BESSY II die Struktur eines wichtigen Enzyms ("MHETase") entschlüsselt. Die MHETase wurde in einem Bakterium entdeckt und ist in der Lage, zusammen mit einem zweiten Enzym, der PETase, den weit verbreiteten Kunststoff PET in seine Grundbausteine zu zerlegen. Die 3D-Struktur der MHETase ermöglichte es den Forschern bereits, die Aktivität dieses Enzyms gezielt zu optimieren, um es zusammen mit der PETase für das nachhaltige Recycling von PET zu nutzen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Frederike Lehmann hat auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie in Leipzig am 28. März 2019 einen Preis für ihren Vortrag erhalten. Sie promoviert in der Abteilung Struktur und Dynamik von Energiematerialien am HZB bei Prof. Dr. Susan Schorr im Rahmen der Graduiertenschule HyPerCell.

Für die Produktion von Wasserstoff mit Sonnenlicht werden effiziente und preisgünstige Katalysatoren gebraucht. Molybdänsulfide gelten als gute Kandidaten. Nun hat ein Team am HZB aufgeklärt, welche Prozesse während der Katalyse an  Molybdänsulfiden ablaufen und wieso ausgerechnet amorphes Molydänsulfid am besten funktioniert. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal ACS-Catalysis veröffentlicht.

In der jetzt erschienenen Sonderausgabe der „Philosophical Transactions of the Royal Society of London“  berichten international ausgewiesene Experten über neue Entwicklungen bei Röntgenquellen und ultraschnellen zeitaufgelösten Experimenten. Auch HZB-Physiker wurden zu Beiträgen aufgefordert und haben geliefert.

Der Physiker Dr. Godehard Wüstefeld wurde auf der Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft mit dem Horst-Klein-Forschungspreis ausgezeichnet. Der Preis würdigt seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen in der Beschleunigerphysik bei der Entwicklung von BESSY II und BESSY VSR.

Nanostrukturen aus Kohlenstoff sind äußerst vielseitig: Sie können in Batterien und Superkondensatoren Ionen aufnehmen, Gase speichern oder Wasser entsalzen. Wie gut sie diese Aufgaben meistern, hängt von Größe und Form der Nanoporen ab. Über die Temperatur während der Synthese lassen sich die Nanoporen dabei stark verändern.  Bisher war es nur möglich, Form, Größe sowie die Verteilung der Nanoporen ungefähr abzuschätzen. Eine neue Studie zeigt nun, dass sich solche Informationen direkt und zuverlässig mit Hilfe der Kleinwinkel-Röntgenstreuung gewinnen lassen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Carbon veröffentlicht.

Der HZB-Doktorand Johannes Sutter hat auf der "International Conference on Perovskite Solar Cells, Photonics and Optoelectronics (NIPHO19)" einen Poster Award gewonnen. Die Konferenz fand vom 25. -27. Februar 2019 in Jerusalem statt.

Das HZB bekommt Verstärkung bei der Erforschung von solaren Brennstoffen. Dr. Marcel Risch, der vor kurzem einen der begehrten ERC-Starting-Grants eingeworben hat, wechselt von der Georg-August-Universität Göttingen an das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Der Materialphysiker baut ab März 2019 eine eigene Arbeitsgruppe auf, um katalytische Materialien für die Wasserspaltung zu analysieren und zu optimieren.

Ein neues Whitepaper der Forschungsinstitute ZSW und HZB zeigt: CIGS-Dünnschicht-Solarzellen besitzen großes Potenzial für Klimaschutz und Wirtschaftswachstum. CIGS-Dünnschichtmodule bieten hohe Leistung zu geringen Kosten, und ihre Herstellung benötigt wenig Energie. Außerdem erlauben CIGS-Module auch ästhetisch anspruchsvolle Gestaltungen in Gebäuden und Fahrzeugen. Damit hat CIGS erhebliche Vorteile gegenüber anderen Technologien. Das neue Whitepaper beschreibt Stärken und Einsatzmöglichkeiten von CIGS und die daraus resultierenden großen Chancen auch für die Wirtschaft.

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1%  Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Ein HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen.

Am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an neuartigen Materialsystemen, die Energie umwandeln oder speichern können. Diese Kompetenzen bringt das HZB nun auch in die Exzellenzcluster „MATH+“ und „UniSysCat“ ein, die von Berliner Universitäten koordiniert werden. Die Helmholtz-Gemeinschaft fördert die HZB-Beteiligung in den nächsten drei Jahren im Rahmen des Helmholtz-Exzellenznetzwerks mit insgesamt 1,8 Millionen Euro.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin eröffnet im Frühjahr die nationale Beratungsstelle für bauwerkintegrierte Photovoltaik (BAIP). Die Beratungsstelle unterstützt Bauherren, Architekten und Stadtplanung dabei, die Gebäudehülle für die Energiegewinnung zu aktivieren. Das Projekt wird von der Helmholtz-Gemeinschaft im Rahmen des Wissenstransfers für vier Jahre gefördert.

Ein HZB-Team hat eine Tandem-Solarzelle mit reinen Dünnschicht-Solarzellen aus Perowskit und CIGSe hergestellt und charakterisiert. Dabei setzten sie auf ein einfaches, robustes Produktionsverfahren, das sich auch für die Aufskalierung auf große Flächen eignet. Die Tandem-Solarzelle besitzt einen sehr hohen Wirkungsgrad von 21.6 %. Durch weitere Optimierung könnte sie Wirkungsgrade über 30 % erreichen.

Theoretisch könnten Anoden aus Silizium zehnmal mehr Lithium-Ionen speichern als die Graphit-Anoden, die seit vielen Jahren in kommerziellen Lithium-Batterien eingesetzt werden. Doch bisher sinkt die Kapazität von Silizium-Anoden mit jedem weiteren Lade-Entladezyklen stark ab. Nun hat ein HZB-Team mit Neutronenexperimenten am BER II in Berlin und am Institut Laue-Langevin in Grenoble aufgeklärt, was an der Oberfläche der Siliziumanode während des Aufladens passiert und welche Prozesse die Kapazität reduzieren.

Wenn die CO₂-Emissionen nicht rasch genug sinken, muss künftig CO₂ aus der Atmosphäre entfernt werden, um die globale Erwärmung zu begrenzen. Nicht nur Aufforstung oder Biomasse, sondern auch neue Technologien für künstliche Photosynthese könnten dazu beitragen. Ein HZB-Physiker und eine Forscherin der Universität Heidelberg haben überschlagen, welche Flächen solche Lösungen benötigen. Die künstliche Photosynthese könnte CO₂ zwar effizienter binden als das natürliche Vorbild, aber noch gibt es keine großen und langzeitstabilen Module. Ihre Berechnungen veröffentlichte das Team in „Earth System Dynamics“.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) baut ab 2019 zwei neue Helmholtz-Nachwuchsgruppen auf und stärkt damit die Kompetenzen in der Katalyse-Forschung.

Prof. Marcus Bär hat den Ruf auf eine Professur für Röntgenspektroskopie an der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) angenommen. Bär leitet am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) die Abteilung „Grenzflächendesign“. Die neue W2-Professur wurde in Kooperation mit dem HZB und dem Forschungszentrum Jülich eingerichtet, um das Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN) zu verstärken. Bär wird damit in Zukunft auch HI ERN Forschungsthemen am HZB bearbeiten und so zur Intensivierung der Zusammenarbeit beitragen.

Materialermüdung zeigt sich häufig zuerst daran, dass im Innern des Materials Bereiche mit stark unterschiedlichen Eigenspannungen aneinandergrenzen. An der Neutronenquelle BER II am HZB hat ein Team der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) die Eigenspannungen von Schweißnähten aus ferromagnetischem Stahl analysiert. Die Ergebnisse helfen zerstörungsfreie elektromagnetische Prüfverfahren zu verbessern.

Die Doktorandin Lena Graß aus der Arbeitsgruppe Strukturbiochemie der Freien Universität Berlin ist am 17. Dezember 2018 mit dem Masterpreis der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie e.V. (GBM) ausgezeichnet worden. Für ihre Masterarbeit an der Freien Universität Berlin und den MX-Beamlines von BESSY II hat sie die Struktur und Funktion einer so genannten RNA-Helikase entschlüsselt.

Marko Jošt, Steve Albrecht und Bernd Rech, Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Technischen Universität Berlin (TUB) nehmen heute, am 19. Dezember 2018, im slowenischen Präsidentenpalast eine seltene Ehrung entgegen. Aus den Händen des slowenischen Präsidenten, Borut Pahor, erhalten sie den „Apple of Inspiration“, einen Preis, den das slowenische Staatsoberhaupt in der Regel nur an einheimische Persönlichkeiten verleiht. Er würdigt damit Leistungen aus Kultur, Wissenschaft, Sport und Gesellschaft. Als erste Ausländer erhalten die Berliner Wissenschaftler den Preis zusammen mit Kollegen der Universität Ljubljana. 

Die Technische Universität Berlin (TU) und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben Prof. Dr. Steve Albrecht zum 15. Dezember 2018 auf die gemeinsame Juniorprofessur „Perowskit-Solarzellen“ berufen. Seit 2016 leitet Albrecht am HZB die Nachwuchsgruppe „Perowskit-Tandemsolarzellen“, die vom Bundesforschungsministerium gefördert wird.

Am 6. Dezember 2018 vergab der Freundeskreis Helmholtz-Zentrum Berlin den Ernst-Eckhard-Koch-Preis für eine herausragende Promotionsarbeit auf dem Gebiet der Forschung mit Synchrotronstrahlung am HZB oder bei DESY sowie den Europäischen Innovationspreis Synchrotronstrahlung. Die Preisverleihungen fanden während des 10. Nutzertreffens am HZB statt.

Ein Team am HZB hat den Herstellungsprozess von Photokathoden optimiert, so dass diese nun hohe  Quanteneffizienz besitzen. Damit stehen geeignete Photokathoden zur Verfügung, um 2019 den ersten Elektronenstrahl in bERLinPro zu erzeugen. 

Undulatoren aus dem HZB kommen nicht nur im Elektronenspeicherring BESSY II zum Einsatz. Auch  an anderen Großforschungseinrichtungen erfreuen sie sich großer Beliebtheit.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin wird die Zusammenarbeit mit jordanischen Großforschungseinrichtungen intensivieren. Das vereinbarte Prof. Dr. Jan Lüning mit Vertretern einer hochrangigen jordanischen Forschungsdelegation, die Ende November 2018 zu Gast am HZB war.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin baut einen APPLE II Undulator für die Synchrotron-Lichtquelle SESAME in Jordanien. Der Undulator wird an der Helmholtz- SESAME-Beamline (HESEB) eingesetzt, die von fünf Helmholtz-Zentren an SESAME aufgebaut wird. Die Helmholtz-Gemeinschaft investiert 3,5 Millionen Euro in das Projekt, das von DESY koordiniert wird.

Ein Team am HZB hat ein neues Verfahren entdeckt, um effiziente Kontaktschichten in Perowskit-Solarzellen zu realisieren: Es basiert auf Molekülen, die sich selbstorganisierend anordnen und eine Monolage bilden. Die Studie wurde in Advanced Energy Materials publiziert und ist auf dem Front-Cover des Journals erschienen.

Der Physiker Dr. Yutsung Tsai baut am Helmholtz-Zentrum Berlin eine eigene Forschergruppe zu Photovoltaik im Institut für Silizium-Photovoltaik auf. Sein Ziel ist es, zweidimensionale transparente Solarzellen zu entwickeln. Tsai erhält Forschungsmittel aus dem deutsch-französischen Programm „Make Our Planet Great Again – German Research Initiative“ (MOPGA-GRI), das durch das BMBF gefördert wird.

Alexander Petsch aus der HZB-Abteilung „Methoden zur Charakterisierung von Transportphänomenen in Energiematerialien“ wurde für seine herausragende Bachelorarbeit mit dem diesjährigen Nachwuchspreis der Deutschen Thermoelektrik Gesellschaft (DTG) ausgezeichnet. Der Preis ist mit 1000 Euro dotiert.

Ein Team hat an BESSY II untersucht, wie unterschiedliche Eisenkomplex-Verbindungen Energie aus eingestrahltem Licht verarbeiten. Dabei konnten sie zeigen, warum bestimmte Verbindungen das Potenzial haben, Licht in elektrische Energie umzuwandeln. Die Ergebnisse sind für die Entwicklung von organischen Solarzellen interessant. Die Studie wird auf dem Cover der Fachzeitschrift PCCP angekündigt.

Durch mikrostrukturierte Schichten konnte ein HZB-Team den Wirkungsgrad von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen auf aktuell 25,5 Prozent steigern, dem höchsten Wert, der bis jetzt publiziert werden konnte. Gleichzeitig gelang es mit Hilfe von rechnerischen Simulationen, die Lichtumwandlung in verschiedenen Zelldesigns zu untersuchen. Diese Modellierungen ermöglichen die Optimierung des Lichtmanagements sowie detaillierte Ertragsanalysen. Die Studie wurde nun in Energy & Environmental Science publiziert.

Am 13. November 2018 wird an der Freien Universität ein Theaterstück zu Lise Meitner uraufgeführt, das durch das PORTRAITTHEATER aus Wien realisiert wird. Das Stück "KERNFRAGEN" basiert auf dokumentarischem Material, unter anderem dem umfangreichen Briefwechsel zwischen Lise Meitner und Max von Laue, der bislang wenig öffentlich bekannt ist. Der Eintritt ist frei, um Anmeldung wird gebeten.

Doppelschichten aus Graphen haben eine Eigenschaft, die ihnen erlauben könnte, Strom völlig widerstandslos zu leiten. Dies zeigt nun eine Arbeit an BESSY II. Ein Team hat dafür die Bandstruktur dieser Proben mit hoher Präzision ausgemessen und an einer überraschenden Stelle einen flachen Bereich entdeckt. Möglich wurde dies durch die extrem hohe Auflösung des ARPES-Instruments an BESSY II.  

Neuartiges Röntgenmikroskop soll Mikrostrukturen in situ und in vivo abbilden

Frederike Lehmann aus der HZB-Abteilung Struktur und Dynamik von Energiematerialien hat auf einer internationalen Fachkonferenz, der ICTMC-21 in Boulder, Colorado, USA, einen Posterpreis erhalten. Sie stellte ihre Ergebnisse zur Synthese und Charakterisierung von Hybrid-Perowskit-Materialien vor, die als interessante Kandidaten für neuartige Solarzellen gelten.

Diamant-Nanomaterialien gelten als heiße Kandidaten für günstige Photokatalysatoren. Sie lassen sich durch Licht aktivieren und können dann bestimmte Reaktionen zwischen Wasser und CO₂ beschleunigen und klimaneutrale „solare Brennstoffe“ erzeugen. Das EU-Projekt DIACAT hat nun solche Diamant-Materialien mit Bor dotiert und an BESSY II gezeigt, wie dies die photokatalytischen Eigenschaften deutlich verbessern könnte.

Die Beuth Hochschule für Technik Berlin und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben Prof. Dr. Andrea Denker zum 1. Oktober 2018 auf die gemeinsame Professur „Beschleunigerphysik für die Medizin“ berufen. Die Physikerin leitet seit 2006 die Abteilung „Protonentherapie“ am HZB, die den Beschleuniger für die Augentumortherapie betreibt. Die Therapie, angeboten in Kooperation von der Charité – Universitätsmedizin Berlin und dem HZB, ist in Deutschland einzigartig.

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente. Die Ergebnisse sind nun in Nano Letters publiziert.

Eike Köhnen hat für sein Poster zu Perowskit-Silizium-Tandemzellen auf der 4. Internationalen Konferenz über Perowskitsolarzellen und Optoelektronik (PSCO) in Lausanne, Schweiz, einen Preis erhalten. Er ist Doktorand in der Nachwuchsgruppe zu Perowskit-Tandemzellen, die von Dr. Steve Albrecht geleitet wird.

Lise Meitner ist eine der bedeutendsten Wissenschaftlerinnen des 20. Jahrhunderts. Die Freie Universität Berlin würdigt im Rahmen einer Ringvorlesung die Leistungen Lise Meitners und arbeitet deren Bedeutung für die Wissenschaft und Kultur auf. Die Veranstaltung findet immer montags von 18.15 bis 19.45 Uhr statt, Beginn ist am 15. Oktober.

Mit einer gemeinsamen Forschungsgruppe zur „Simulation von Energiematerialien“ kann Prof. Dr. Joachim Dzubiella, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, die Zusammenarbeit mit dem HZB fortsetzen. Der theoretische Physiker hatte bis vor wenigen Monaten am HZB die Gruppe „Theorie und Simulation“ geleitet und dabei eng mit Kolleginnen und Kollegen aus der Experimentalforschung kooperiert. Die Forschungsgruppe wird sich mit elektrochemischer Energiespeicherung und solaren Brennstoffen beschäftigen.

Der Wirkungsgrad einer Solarzelle ist eine ihrer wichtigsten Kenngrößen. Er gibt an, wieviel Prozent der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die theoretische Grenze für Silizium-Solarzellen liegt aufgrund physikalischer Materialeigenschaften bei 29,3 Prozent. Im Fachjournal Materials Horizons beschreiben Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zusammen mit internationalen Kollegen, wie diese Grenze aufgehoben werden kann. Der Trick: sie bauen organische Schichten in die Solarzelle ein. Diese wandeln die Energie der hochenergetischen Photonen (grünes und blaues Licht) so um, dass sich die Stromausbeute in diesem Energiebereich verdoppelt.

Mit Hilfe einer neu entwickelten Neutronen-Tomographie-Methode hat ein HZB-Team erstmals den Verlauf von magnetischen Feldlinien im Innern von Materialien abbilden können. Die „Tensorielle Neutronen-Tomographie“ verspricht neue Einblicke in Supraleiter, Batterie-Elektroden und andere Energiematerialien.

Photonische Nanostrukturen erhöhen nicht nur die Effizienz von Solarzellen, sondern verbessern auch die Wirksamkeit von optischen Sensoren, die zum Beispiel als Krebsmarker verwendet werden. Mit Computersimulationen und dem Einsatz von maschinellem Lernen hat nun ein Team am HZB gezeigt, wie sich das Design solcher Nanostrukturen gezielt optimieren lässt. Die Ergebnisse sind in Communications Physics publiziert.

Am 28. September 2018 informierte sich eine 25-köpfige Delegation aus China über die Materialforschung am Helmholtz-Zentrum Berlin. Die Vertreter aus mehreren Forschungsinstituten, Universitäten und Industrieunternehmen besichtigten den Lise-Meitner-Campus in Wannsee und kamen mit HZB-Forschenden ins Gespräch.

Milena Meschenmoser hat ihre Ausbildung zur Feinwerkmechanikerin als Beste des Landes Berlin abgeschlossen. Sie absolvierte von 2014 bis 2018 den praktischen Teil ihrer Ausbildung in der HZB-Werkstatt am Standort Wannsee.

Die Johannes Gutenberg-Universität Mainz hat Atoosa Meseck zum 1. September 2018 auf die gemeinsame Professur für „Beschleunigerphysik – Kollektive Effekte und nichtlineare Strahldynamik“ berufen. Prof. Dr. Atoosa Meseck erforscht am HZB neuartige Konzepte für Undulatoren, die für die Erzeugung hochbrillanter Synchrotronstrahlung unentbehrlich sind. Sie entwickelt unter anderem Undulator-Konzepte für das Nachfolge-Großgerät BESSY III, das am HZB derzeit konzeptionell ausgearbeitet wird.

Vor genau zwanzig Jahren ist BESSY II in Betrieb gegangen. Im aktuellen September-Newsletter, den wir diese Woche verschicken, stellen wir die Jubiläums-Webseite vor, berichten über den neuen Highlightbericht 2017 und vermelden Erfolge im Technologietransfer. Haben Sie sich schon angemeldet für den Newsletter?

Ein am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) entwickelter, weltweit einzigartiger Undulator ist am 20. September 2018 im Speicherring BESSY II aufgestellt worden. Er versorgt das „Energy Materials In-Situ Lab EMIL“ mit dem harten Röntgenlicht von BESSY II. Der Transport des sechs Tonnen schweren Geräts war spektakulär: Mehrere Kräne kamen zum Einsatz, um den Undulator nur wenige hundert Meter vom Fertigungsgebäude bis zum Speicherring zu transportieren.

Kristalline Dünnschichtsolarzellen aus Silizium sind preisgünstig und schaffen Wirkungsgrade von gut 14 Prozent. Sie könnten allerdings noch mehr leisten, wenn ihre glänzenden Oberflächen weniger Licht reflektieren würden. Eine raffinierte, neue Lösung für dieses Problem hat ein Team um Prof. Dr. Christiane Becker vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) nun patentieren lassen.

Sechs Nachwuchsforscherinnen und –forscher erhielten für ihre Photovoltaik-Lösungen einen Hanwha-Q-Cells-Quantsol-Preis. Dieser Award wird von den Organisatoren der internationalen Sommerschule Quantsol gemeinsam mit der Industrie vergeben.

Das Potenzial der Solarenergie ist längst nicht ausgereizt. Es gibt viele Stellschrauben, um den Wirkungsgrad weiter zu erhöhen. So beschichtet Christiane Becker Gläser mit winzigen Strukturen, um den Lichteinfang in Solarzellen zu erhöhen – eine Technologie, die auch für die Industrie höchst interessant ist. In der Titelgeschichte der neuen "lichtblick" stellen wir die Physikerin vor, die sich beinahe für eine Laufbahn als Musikerin entschieden hätte. Bis sie auf das Thema der Erneuerbaren Energien stieß.

Am 3. September 2018 war der offizielle Start für 14 neue Kolleginnen und Kollegen, die am HZB eine Ausbildung, ein duales Studium oder ein freiwilliges naturwissenschaftliches Jahr absolvieren.

Acht Wochen lang haben die Sommerstudierenden an eigenen Forschungsprojekten gearbeitet. Am 30. August ist nun ihr letzter Tag am HZB. Wir laden Sie herzlich zur Abschlussveranstaltung am Campus Wannsee ein. Drei ausgewählte Studierende halten einen Vortrag über ihr Forschungsprojekt. Anschließend freuen sich die Studierenden, bei einer Poster Session von den Ergebnissen und Fortschritten ihrer Arbeit am HZB zu berichten. Kommen Sie einfach ohne Anmeldung vorbei - wir freuen uns auf Sie!

Bundesforschungsministerin Anja Karliczek besuchte das Zelt des Netzwerks „Schülerlabore in der Helmholtz-Gemeinschaft“ beim Tag der offenen Tür der Bundesregierung. Dort experimentierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter vom Alfred-Wegner-Institut, DESY und HZB auf Einladung des BMBF mit den Besuchern. „Hinter uns liegen zwei tolle Tage mit interessanten Begegnungen, neugierigen Kindern und mit viel Action“, sagt Dr. Ulrike Witte vom HZB-Schülerlabor.

Das HZB beteiligt sich an einem neuen Konsortium, das die industrielle Produktion von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen voranbringen will. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit 2,8 Millionen Euro gefördert. Die Oxford PV Germany GmbH, die eine Pilotlinie für solche Solarzellen in Brandenburg/Havel betreibt, koordiniert das Projekt.

Humboldt-Universität zu Berlin und Helmholtz-Zentrum Berlin gründen gemeinsames Labor und Forschergruppe „Generative Fertigungsprozesse für Hybride Bauelemente“.

Ein Forscherteam aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Universität Potsdam hat den Wärmetransport in einem Modellsystem aus nanometerdünnen metallischen und magnetischen Schichten untersucht. Ähnliche Systeme sind Kandidaten für künftige hocheffiziente Datenspeicher, die durch Laserpulse lokal erhitzt und neu beschrieben werden können (Heat-Assisted Magnetic Recording). Experimente mit kurzen Röntgenpulsen zeigten nun, dass sich in dem Modellsystem die Wärme hundertmal langsamer als erwartet verteilt. Die Ergebnisse sind in Nature Communications publiziert.

Am Donnerstagabend verschicken wir den nächsten Newsletter mit Informationen aus dem HZB. Das Schwerpunktthema im August ist BESSY II und der Ausbau zu BESSY VSR. Nach der neuen Datenschutzrichtlinie dürfen wir den Newsletter nur an Personen schicken, die sich selbst angemeldet haben. Und haben Sie sich schon registriert? Hier ist der Anmeldelink.

Sie kommen aus Ägypten, China, Mexiko oder Russland und studieren Naturwissenschaften oder Technik im Bachelor oder Master. Acht Wochen lang forschen unsere Sommerstudierenden in einem HZB-Team mit. Aber woran eigentlich genau? Und wie finden sie sich hier zurecht? Darüber bloggen sie gerade im HZB-Scienceblog.

Ein HZB-Team hat an der EDDI-Beamline an BESSY II einen raffinierten Präzisions-Drehtisch entwickelt und mit einer besonderen, schnellen Optik kombiniert. Damit konnten sie die Porenbildung in Metall-Körnern während des Aufschäumens mit 25 Tomographien pro Sekunde dokumentieren – ein Weltrekord.

In Perowskit-Solarzellen gehen Ladungsträger vor allem durch Rekombination an Defekten an den Grenzflächen verloren. Rekombination an Defekten im Inneren der Perowskit-Schicht begrenzt  dagegen die Leistungsfähigkeit der Zellen gegenwärtig nicht. Diese interessante Einsicht konnten Teams der Universität Potsdam und am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB)  nun mit quantitativ äußerst genauen Photolumineszenz-Messungen an 1 cm² großen Perowskit-Absorberschichten gewinnen. Ihre Ergebnisse tragen zur gezielten  Verbesserung von Perowskit-Solarzellen bei und sind nun in Nature Energy publiziert.

Einem internationalen Team ist an BESSY II ein Durchbruch gelungen. Erstmals konnten sie elektronische Prozesse an einem Übergangsmetall im Detail  untersuchen und aus den Messdaten zuverlässige Rückschlüsse auf deren katalytische Wirkung  ziehen. Ihre Ergebnisse sind hilfreich, um gezielt katalytische Systeme, in deren Zentren Übergangmetalle stehen, für zukünftige Anwendungen zu entwickeln. Die Arbeit ist nun in Chemical Science, dem Open Access Journal der Royal Society of Chemistry, veröffentlicht.

Ab 30. Juli 2018 wird BESSY II für mehrere Wochen abgeschaltet. Im Sommer-Shutdown stehen Austausch und Überarbeitung wichtiger Komponenten im Speicherringtunnel an. Dabei beginnen auch die ersten Umbauarbeiten für das Projekt BESSY VSR. Der Ausbau von BESSY II zu einem Variablen-Pulslängen-Speicherring (BESSY VSR) wird Forschenden weltweit einzigartige Experimentierbedingungen ermöglichen. Der Shutdown endet am 30. September 2018, der Nutzerbetrieb beginnt am 30. Oktober 2018.

Der HZB-Forscher Dr. Antonio Abate hat für sein Forschungsprojekt zu Perowskit-Solarzellen einen ERC Starting Grant erhalten. Der ERC Starting Grant fördert herausragende Forscherinnen und Forscher in einer frühen Phase ihrer wissenschaftlichen Karriere mit bis zu 1,5 Millionen Euro für fünf Jahre und gilt als eine der wichtigsten europäischen Auszeichnungen.

Ab jetzt kann man sich anmelden, um den monatlich erscheinenden Newsletter des HZB automatisch per email zu bekommen. Er enthält immer zwei bis drei wissenschaftliche Highlights aus der Forschung, Veranstaltungshinweise, Personalia sowie Video- und Lesetipps, zum Beispiel Links zu Porträts und Reportagen aus der HZB-Zeitung Lichtblick oder zum Campus- und Science-Blog des HZB.

Vertreter des Wuppertal Instituts haben dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) einen mehrbändigen Bericht zu Energietechnologien übergeben. Dabei haben Experten aus dem HZB-Institut PVcomB am Themenfeld Photovoltaik mitgewirkt. Im Herbst verabschiedet die Bundesregierung das neue 7. Energieforschungsprogramm (EFP). Der Bericht liefert eine wissenschaftliche Basis für die Entwicklung des Programms.

Magnetische Festkörper können sich bei Erhitzung entmagnetisieren. Trotz jahrzehntelanger Forschung war bisher unklar, wie dieser Prozess im Detail abläuft. Nun hat eine internationale Gruppe erstmals Schritt für Schritt beobachtet, wie sich bei plötzlicher Erhitzung die magnetische Ordnung in einem ferrimagnetischen Isolator verändert. Das Ergebnis: Die magnetische Ordnung ändert sich auf zwei Zeitskalen. Der erste Prozess ist überraschend schnell und benötigt nur eine Pikosekunde, während der zweite Prozess 100.000 mal länger dauert. Diese Einsicht könnte dazu beitragen, die Schaltgeschwindigkeit in magnetischen Speichermedien um mindestens den Faktor 1000 zu erhöhen.  Die Arbeit ist in Science Advances publiziert.

Auf der Internationalen Konferenz zu Thermoelektrika Anfang Juli in Caen, Frankreich, hat Dr. Katherine Ann Mazzio vom HZB-Institut für Nanospektroskopie einen Preis für ihr Poster erhalten. Die Konferenz ist die weltweit größte Fachtagung zu thermoelektrischen Materialien.

Auf der letzten Mitgliederversammlung der Bundesvereinigung Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (BVMatWerk) wurde Prof. Dr. Susan Schorr einstimmig zur Generalsekretärin gewählt. Sie tritt das Amt ab 2019 an, die Amtszeit dauert zwei Jahre.

Die Plattform „GraFOx“ der Leibniz-Gemeinschaft bündelt die Aktivitäten und Kompetenzen von Berliner Forschungsinstituten und Universitäten im Bereich der Oxidforschung für elektronische Anwendungen. Nun wurde Prof. Dr. Catherine Dubourdieu als assoziierte Partnerin mit eingebunden. Die international renommierte Expertin leitet am Helmholtz-Zentrum Berlin das Institut „Funktionale Oxide für die energieeffiziente Informationstechnologie“.

Aus aller Welt haben sich junge Menschen am Helmholtz-Zentrum beworben, um an dem jährlichen Sommerprogramm teilzunehmen: acht Wochen lang werden sie, gut betreut von einem HZB-Team, ihr eigenes Forschungsprojekt verfolgen. Nun sind 21 Studierende aus insgesamt elf Ländern angekommen und freuen sich auf ihr Forschungsprojekt.  Am 30. August stellen sie ihre Ergebnisse vor.

Die Helmholtz-Gemeinschaft hat den schwedischen Physiker Nils Mårtensson mit einem „Helmholtz International Fellow Award“ ausgezeichnet.  Der Synchrotron-Experte der Universität Uppsala, der auch den Vorsitz des Nobelpreis-Komitees für Physik innehat, kooperiert eng mit dem  HZB und hat das Uppsala Berlin Joint Lab mit aufgebaut.

Noch bis zum 9. Juli steht das Spektrum Kompakt "Energiewende", herausgegeben vom Spektrum-Verlag, zum kostenlosen Download zur Verfügung. Darin enthalten ist eine 13-seitige Sonderveröffentlichung des HZB, aufgeteilt in drei Beiträge. Nach Ablauf des kostenlosen Zugangs wird der Download des Hefts auf den Spektrum-Seiten 4,99 € kosten.

In einem nachhaltigen Energiesystem wird Wasserstoff als Speichermedium eine wichtige Rolle spielen. Einem internationalen Forscher-Team ist es jetzt gelungen, den Wirkungsgrad für die direkte solare Wasserspaltung zur Wasserstoffgewinnung auf 19 Prozent zu steigern. Sie kombinierten dafür eine Tandem-Solarzelle aus III-V-Halbleitern mit Rhodium-Nanopartikeln und kristallinem Titandioxid. An der Forschungsarbeit waren Teams aus dem California Institute of Technology, der University of Cambridge, der TU Ilmenau und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE beteiligt. Ein Teil der Experimente fand am Institut für Solare Brennstoffe am Helmholtz-Zentrum Berlin statt.

Das HZB ist am 27. Juni 2018 in Berlin für seine strategisch angelegte familien- und lebensphasenbewusste Personalpolitik mit dem Zertifikat zum „audit berufundfamilie“ ausgezeichnet worden. Das Zertifikat nahm Anja Seehrich, Themenverantwortliche am HZB für die Vereinbarkeit von Beruf und Familie, von der Bundesfamilienministerin Dr. Franziska Giffey entgegen.

Auf dem Frühjahrestreffen der European Materials Research Society vom 18.-22. Juni 2018 in Straßburg erhielt Hannes Hempel den Preis für den besten Vortrag und Sara Niedenzu wurde für ihr Poster ausgezeichnet. Beide promovieren in der Graduiertenschule MatSEC am HZB. Die Frühjahrstagung E-MRS ist mit 2500 Teilnehmenden die größte Konferenz für Materialforschung in Europa.

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HZB-Forscher stellt einzigartige operando-Charakterisierungsmethode vor

Forschende am Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin (PVcomB) haben Silizium-Heterojunction (SHJ)-Solarzellen mit einem zertifizierten Wirkungsgrad von über 23 Prozent (auf 4 cm² Zellfläche) entwickelt. Dieses Ergebnis präsentierte Dr. Anna Morales vom PVcomB auf der Photovoltaik-Weltkonferenz (WCPEC-7) im Juni 2018 in Hawaii.

Warum ist das Licht weiß? Und der Himmel blau? Kinder stellen viele Fragen und wollen Dinge ausprobieren. Dazu hatten 150 Vorschulkinder beim „Tag der Kleinen Forscher“ im HZB-Schülerlabor viele Möglichkeiten. Mit selbstgebauten Spektroskopen untersuchten sie die Farben des Lichts.

ATHENA („Accelerator Technology HElmholtz iNfrAstructure”) heißt eine neue Forschungs- und Entwicklungsplattform für Beschleunigertechnologien, in der sich alle sechs Helmholtz-Beschleunigerzentren (DESY, FZJ, HZB, HZDR, KIT und GSI) mit dem Helmholtzinstitut Jena zusammentun. Die Helmholtz-Gemeinschaft hat jetzt entschieden, ATHENA als strategische Ausbaumaßnahme mit fast 30 Millionen Euro zu fördern.

Eine 1 cm² Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von 25,2%. Diese Neuigkeit wurde diese Woche auf einer Fachkonferenz in Hawaii, USA, vorgestellt. Die Zelle wurde gemeinsam vom HZB, der Universität Oxford und Oxford PV - The Perovskite Company^TM  entwickelt. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat den Wirkungsgrad zertifiziert.

Die Mitgliederversammlung der Allianz Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) hat den Physiker und Photovoltaik-Experten Dr. Björn Rau, Helmholtz-Zentrum Berlin, einstimmig in den Vorstand gewählt.

Die internationale Messe „Intersolar“ bringt Photovoltaik-Forschung und Solarindustrie zusammen. Das ist eine ideale Gelegenheit für die Forscherinnen und –Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin, Dünnschicht-Photovoltaiktechnologien und Projekte unter anderem zu Perowskit-Solarzellen und Tandemsolarzellen vorzustellen.

4700 Besucherinnen und Besuchern besichtigten den Elektronenbeschleuniger BESSY II sowie die Energielabore und Experimentierstände zum Thema Solarenergie. Damit kamen fast 20 Prozent mehr Interessierte als beim letzten Mal an den HZB-Standort in Adlershof.

Am 14. Juni spricht Prof. Sir Richard Friend im Hörsaal von BESSY II über die Physik, die Durchbrüche in der organischen Elektronik  ermöglicht.

Solarzellen, die hocheffizient, sehr preiswert und lange haltbar sind. Wasserstoff, der mit Sonnenenergie gewonnen wird und Autos antreibt. Computer, die mit geringstem Energieverbrauch riesige Datenmengen verarbeiten: Die Forscherinnen und Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin arbeiten daran, dass diese Zukunftsvisionen Realität werden. Zur Langen Nacht der Wissenschaften öffnen sie ihre Labore in Adlershof, stellen ihre Arbeit vor und laden zum Experimentieren ein.

Einen umfassenden Überblicksbeitrag über bildgebende Verfahren mit Neutronen hat ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Europäischen Spallationsquelle ESS im renommierten Fachjournal Materials Today (Impaktfaktor 21,6) publiziert.  Die Autoren berichten über die neuesten Entwicklungen in der Neutronentomographie. An Beispielen zeigen sie die Einsatzmöglichkeiten dieser zerstörungsfreien Methode auf. Neutronentomographien haben Durchbrüche in der Zahnmedizin, Kunstgeschichte, Pflanzenphysiologie, Paläobiologie, Batterieforschung oder Werkstoffanalyse ermöglicht.

Am 24. Mai 2018 hat die Humboldt-Universität zu Berlin (HUB) Thorsten Kamps gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zum Professor für „Beschleunigerphysik – Erzeugung und Charakterisierung von hochbrillanten Elektronenstrahlen“ ernannt. Kamps leitet am HZB eine Arbeitsgruppe im Institut für Beschleunigerphysik. Mit seinem Team entwickelt er hochbrillante Elektronenquellen, die eine wichtige Schlüsselkomponente für neue Beschleunigeranlagen sind.

In den letzten Wochen ist viel passiert am HZB: das Beschleunigerteam hat einen neuen Betriebsmodus erfolgreich getestet, eine Begleitgruppe zum Rückbau des Forschungsreaktors hat ihre Arbeit aufgenommen – und es gibt jetzt eine Energiemanagerin am HZB. Das sind nur einige Themen, über die wir berichten.

HZB reicht Absichtserklärung ein, die letzten Brennelemente aus dem Forschungsreaktor BER II in Ahaus zwischenlagern zu wollen.

Der Direktor des PVcomB am HZB im pv-magazine Interview

"Das Potenzial der Photovoltaik ist nicht mal annähernd ausgereizt", sagt Rutger Schlatmann im Interview. So liege der Wirkungsgrade bei kommerziellen Modulen aktuell bei zirka 20 Prozent. Mit Tandem-Solarmodulen wären bis zu 40 Prozent möglich - und sie ließen sich wahrscheinlich auch wirtschaftlich produzieren. Schlatmann zeigt die Vorteile der Dünnschicht- und der Wafer-Technologie auf und wagt eine Prognose: Welche Technologie wird das Rennen machen? Und unter welchen Bedingungen könnte die Photovoltaik-Produktion nach Deutschland zurückkehren? Lesen Sie mehr im Interview des pv magazine.

Das Helmholtz Virtuelle Institut MiCo bietet eine Plattform, auf der das Helmholtz-Zentrum Berlin mit Universitäten und anderen Partnern gemeinsam zu Mikrostrukturen für Dünnschichtsolarzellen forscht. Nun hat die Fachzeitschrift „Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering“ eine Publikation, die im Rahmen von MiCo entstanden ist, als Highlight des Jahres 2017 ausgewählt.

Dünnschicht-Solarmodule mit einem Halbleiter aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen (CIGS) machen derzeit große Fortschritte bei der kommerziellen Fertigung. Welche Verbesserungen die Industrie in den letzten Jahren erzielt hat, wo die CIGS-Dünnschichttechnologie heute steht und was künftig noch erreichbar ist, diskutieren internationale Experten am 18. Juni 2018 auf dem neunten Workshop IW-CIGSTech in Stuttgart. Veranstaltet wird der jährlich stattfindende Austausch vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und dem Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB). Der Workshop richtet sich an Fachleute aus Wissenschaft, Technik und Industrie.

Dr. Charles Hages hat einen Ruf als Assistant Professor an der University of Florida an der Fakultät für Chemieingenieurswesen erhalten. Hages forscht seit zwei Jahren als Postdoc am HZB in der Abteilung Struktur und Dynamik von Energiematerialien im Team von Dr. Thomas Unold. In Florida setzt Hages seine Forschung an Energiematerialien fort und freut sich auf die weitere Zusammenarbeit mit dem HZB.

Die Mädchen und Jungen zum Zukunftstag am HZB waren einstimmig begeistert - "Es war voll super!". Genau das Feedback gaben die Schülerinnen und Schüler gestern an die Betreuerinnen und Betreuer weiter. Insgesamt haben über 90 Mädchen und Jungen an den dreizehn verschiedenen Workshops in Adlershof und Wannsee teilgenommen. Neu dabei: Das Team der Augentumortherapie hat sich erstmalig im Rahmen des "Zukunftstag 2018" mit einem ganztägigen Workshop für Mädchen & Jungen beteiligt.

Angehende Solarforscherinnen und Solarforscher sind zur 11. Internationalen Photovoltaik-Sommerschule des HZB und der Technischen Universität Ilmenau eingeladen. Die Quantsol (International Summer School on Photovoltaics and New Concepts of Quantum Solar Energy Conversion) findet vom 2. bis 9. September 2018 im österreichischen Hirschegg im Kleinwalsertal statt. Interessierte können sich ab sofort bis zum 18. Mai 2018 bewerben.

Die internationale Forschungsschule zu Solarenergie baut auf Austausch zwischen Deutschland und Israel und eine gemeinsame, exzellente Betreuung von Promovierenden.

Im Rahmen einer wissenschaftlichen Begutachtung aller Helmholtz-Forschungszentren hat das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) eine exzellente Bewertung erhalten. Mit dieser ist die Basis gelegt für die zukünftige Finanzierung des HZB.  

Mit einem Laserstrahl in einer Legierung magnetische Strukturen zu erzeugen und anschließend wieder zu löschen – das gelang Forschern vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Universität von Virginia in Charlottesville, USA. Der überraschende Effekt ist zudem reversibel. Da Laser in der Industrie weit verbreitet sind, könnten sich für die Materialbearbeitung, für optische Technologien oder die Datenspeicherung ganz neue Perspektiven eröffnen.

Der Vize-Oberbürgermeister von Peking, der Gesandte Botschaftsrat und der Generalsekretär der chinesischen Botschaft in Deutschland besuchten am 11. April 2018 das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Die Delegation informierte sich über die Forschungsthemen, Infrastrukturen und den Nutzerdienst am HZB. In Peking soll eines von drei großen nationalen Innovationszentren mit Großgeräten für die internationale Nutzergemeinschaft entstehen.

Bakterien sind ungeheuer vielfältig, nicht nur von Gestalt, sondern auch in ihren Eigenschaften. Magnetotaktische Bakterien können mit Hilfe von magnetischen Nanopartikeln das Erdmagnetfeld „spüren“.  Nun hat eine Kooperation aus spanischen Teams und einer Gruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin den inneren Kompass in Magnetospirillum gryphiswaldense an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht.  Die Ergebnisse können für die Entwicklung von biomedizinischen Anwendungen wie Nanorobotern und Nanosensoren nützlich sein.

Die Schülerlabore des HZB in Wannsee und Adlershof sind sehr beliebt. Bis zu 3000 Schülerinnen und Schüler experimentieren pro Jahr zu Themen wie Magnetismus und Supraleitung, Solarenergieforschung und Licht und Farben in der forschungsnahen Umgebung des HZB. Für das neue Schulhalbjahr (August 2018 - Januar 2019) bietet das Schülerlabor 76 Projekttage für Grund- und Oberschulen an. Die Projekttage sind kostenfrei. Restplätze für Oberschulklassen können noch gebucht werden.

Durch gezielte Veränderungen der Zusammensetzung von Kesterit-Halbleitern lässt sich ihre Eignung als Absorbermaterial in Solarzellen verbessern. Wie ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin zeigte, gilt dies besonders für Kesterite, in denen Zinn durch Germanium ersetzt wurde. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten die Proben mit Hilfe von Neutronenbeugung am BER II und weiteren Methoden. Die Arbeit wurde für das Titelblatt der Zeitschrift CrystEngComm ausgewählt.

Auf der interdisziplinären Konferenz „INNOVATION IN SOLAR BUILDING SKINS & ENERGY EFFICIENCY TOWARDS SUSTAINABLE CITIES”, vom 19. Zum 20. März 2018 in Berlin, diskutierten Fachleute aus der Baubranche, Finanzwelt, Photovoltaik und Politik innovative Lösungen für die energieeffiziente Stadt der Zukunft. Dabei konnten sie Hindernisse und Chancen für den breiten Einsatz von gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV) identifizieren.

Eine einzigartige Forschungslandschaft aus beschleunigerbasierten Lichtquellen ermöglicht in Europa internationale Spitzenforschung. Diese Lichtquellen dienen als Supermikroskope oder erlauben Einblicke in extrem rasche Prozesse. Nun liegt die Strategie 2030 vor, um die Weiterentwicklung der Lichtquellen aufeinander abzustimmen. Dies sorgt für optimalen Einsatz der Ressourcen und sichert beste Forschungsbedingungen in Europa. LEAPS-Vizepräsidentin Dr. Caterina Biscari, Direktorin von ALBA, hat nun die Strategie 2030 an Jean-David Malo, Direktor Forschung und Innovation der EU-Kommission übergeben.

Seit 2011 trägt das HZB das Zertifikat der gemeinnützigen Hertie-Stiftung „berufundfamilie“. Alle drei Jahre muss das HZB seine Angebote zur Vereinbarkeit von Beruf und Familie/Privatleben auf dem Prüfstand stellen lassen. Im März 2018 haben unabhängige Gutachter bestätigt, dass das HZB weiterhin als familienfreundlicher Arbeitgeber zertifiziert ist.

Dr. Nele Thielemann-Kühn hat auf der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) in Berlin den Dissertationspreis der AG Magnetismus erhalten. Der „INNOMAG e.V. Dissertationspreis 2018 zeichnet herausragende Forschung auf dem Gebiet des Magnetismus aus.

Die erste “Twin Orbit Nutzertestwoche” im Februar 2018 war ein großer Erfolg und verdeutlicht, dass der Modus bei weiterer Entwicklung zukünftig regelmäßig im Nutzerbetrieb angeboten werden könnte. Im Twin Orbit Modus kreisen Elektronenpakete auf zwei unterschiedlichen Umlaufbahnen, ohne sich zu stören. Der Vorteil: So lassen sich ganz unterschiedliche Anforderungen der Messgäste an die Zeitstruktur der Photonenpulse gleichzeitig erfüllen. Außerdem bietet der Twin Orbit Modus eine elegante Möglichkeit, beim Upgrade auf BESSY VSR lange und kurze Lichtpulse zu trennen.  

Die „INNOVATION IN SOLAR BUILDING SKINS & ENERGY EFFICIENCY TOWARDS SUSTAINABLE CITIES” findet vom 19. bis 20. März in Berlin statt.

Fachleute aus der Baubranche, Photovoltaik-Forschung und Finanzsektor diskutieren vom 19. bis 20. März 2018 in Berlin innovative Lösungen für Solarfassaden in Kombination mit Energieeffizienz in Gebäuden und Städten. Die gebäudeintegrierte Photovoltaik ist ein wichtiger Baustein für die energieeffiziente Stadt der Zukunft.

Die Online-Anmeldung läuft nur noch bis Mittwoch, den 14. März. Studierende können zum Studententarif teilnehmen.

Wir möchten Sie informieren, dass es am Mittwoch, dem 7. März 2018 um 21:19 Uhr zu einer Fehlauslösung des Reaktoralarms am Berliner Experimentierreaktor BER II gekommen ist. Der BER II war zu diesem Zeitpunkt kontinuierlich störungsfrei im Normalbetrieb. Nach Klärung der Ursache des Fehlalarms erfolgte eine mündliche Entwarnung über die Lautsprecheranlage des Campus.

Polymere Kohlenstoffnitride entfalten unter Sonnenlicht eine katalytische Wirkung, die sich für die Produktion von solarem Wasserstoff nutzen lässt. Allerdings ist die Effizienz dieser günstigen, metallfreien Materialien sehr gering. Durch einen einfachen Prozess ist es nun gelungen, ihre katalytische Wirkung um den Faktor elf zu erhöhen. Dies zeigte nun ein Team an der Tianjin-University in China mit einer Gruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin. Die Arbeit wurde im Journal Energy & Environmental Science veröffentlicht.

Prof. Dr. Benjamin Rotenberg hat einen Friedrich Wilhelm Bessel-Forschungspreis der Alexander von Humboldt-Stiftung für 2018 erhalten und  kommt damit regelmäßig zu Gast an das Helmholtz-Zentrum Berlin. Rotenberg forscht am Centre National de Recherche Scientifique (CNRS) und leitet eine Arbeitsgrupe an der Sorbonne Universität in Paris. Er arbeitet auf dem Grenzgebiet zwischen Physik und Chemie und modelliert Transportprozesse in Materialien, an Grenzflächen und in Elektrolyten.

Einem Team am HZB ist es gelungen, Nanokristalle aus Galliumarsenid auf winzigen Säulen aus Silizium und Germanium aufzuwachsen. Damit lassen sich auf der Basis von Siliziumchips sehr effiziente Bauelemente in für die Optoelektronik interessanten Frequenzbereichen realisieren.

Mit seinem Vortrag über die Eigenschaften von Nanopartikeln und wie sie sich an BESSY II noch genauer messen lassen, überzeugte Dr. Raul Garcia Diez die Jury und erhielt den Dissertationspreis Adlershof für 2017. Der Preis ist mit 3000 Euro dotiert, Preisstifter sind die Humboldt-Universität zu Berlin, IGAFA e. V. und die WISTA-MANAGEMENT GmbH. Garcia Diez hatte seine Promotion an der PTB und der TU Berlin abgeschlossen und forscht nun als Postdoktorand am HZB.

Perowskit-Solarzellen haben einen rasanten Aufstieg hingelegt – und vermutlich einen noch steileren vor sich. Die Materialien sind so interessant, dass jetzt schon Industriepartner auf den Zug aufspringen, um diese Entwicklung nicht zu verpassen. Lesen Sie in der neuen Ausgabe, was die Solarzellen so besonders macht und warum Oxford PV, ein führender Anbieter auf diesem Gebiet, jetzt mit dem HZB kooperiert (S. 3 und S. 6-7).

Thermoelektrische Materialien können Wärmeunterschiede zur Stromerzeugung nutzen. Nun gibt es eine preiswerte und umweltfreundliche Lösung, um sie mit einfachsten Zutaten herzustellen: Ein normaler Bleistift, Kopierpapier und ein leitfähiger Kunststofflack reichen aus, um eine Temperaturdifferenz über den thermoelektrischen Effekt in Strom umzuwandeln. Dies hat nun ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin demonstriert.

Die Helmholtz-Gemeinschaft, das Einstein Center Digital Future (ECDF) und die Berliner Universitäten bauen in Berlin eine neue Graduiertenschule im Bereich Data Science auf. Daran beteiligt sich auch das Helmholtz-Zentrum Berlin mit mehreren Projekten. Die ersten Promotionsstellen sind nun ausgeschrieben. 

Auch nach 30 Jahren Forschung bleiben viele Eigenschaften von Hochtemperatur-Supraleitern rätselhaft. So bildet sich in einigen Kuprat-Supraleitern eine magnetische “Streifen-Ordnung” aus. Ein dänisches Forscherteam hat diese Streifen mit Hilfe von Neutronen an den hochauflösenden Spektrometern FLEXX (HZB) und ThALES (ILL, Grenoble) genauer untersucht. Ihre Ergebnisse, die jetzt in Physical Review Letters veröffentlicht wurden, stellen das gängige Verständnis dieser „Streifen-Ordnung“ in Frage. Sie tragen dazu bei, das Phänomen der  Hochtemperatur-Supraleitung weiter zu entschlüsseln.

Ein internationales Team um Prof. Oliver Rader hat an BESSY II gezeigt, dass  Samariumhexaborid kein topologischer Isolator ist. Durch einen Quanteneffekt wird dieses metallische Material bei sehr tiefen Temperaturen zu einem Kondo-Isolator, zeigt aber dennoch eine Restleitfähigkeit. Theoretische und erste experimentelle Arbeiten hatten zuvor darauf hingedeutet, dass dies auf einen topologischer Isolator schließen lässt. Das Team hat nun in Nature Communications eine überzeugende alternative Erklärung vorgestellt.

Am 1. Februar 2018 ist die internationale Forschungsschule HI-SCORE offiziell gestartet: Deutsche und israelische Forscherinnen und Forscher wollen gemeinsam Bauelemente für die Photovoltaik und für die Erzeugung solarer Brennstoffe entwickeln. Dafür kooperiert das HZB mit dem Weizmann-Institut in Rehovot, dem Technion in Haifa und drei israelischen Universitäten sowie den Universitäten in Berlin und Potsdam.

Einfache organische Moleküle bilden komplexe Materialien durch Selbstorganisation

The Virtual Institute (VI) “Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes” explores the governing principles of material functions and is internationally highly visible. Young scientists are invited to participate in the Young Investigators Workshop which takes place from 22 to 27 April 2018 in Grainau. Please apply by 20^th February 2018. 

Für die Stabilität des Wirkungsgrads von Perowskit-Solarzellen spielt ihre innere Architektur eine entscheidende Rolle. Dies zeigten nun zwei Forscherteams von Helmholtz-Zentrum Berlin und der TU München. Sie kombinierten dafür ihre Experimente mit numerischen Simulationen.

Untersuchungen an BESSY II zeigen, warum selbst „löchrige“ Perowskit-Filme gut funktionieren

Oxford PV^TM – The Perovskite Company^TM, das führende Unternehmen im Bereich Perowskit-Solartechnologien, will künftig eng mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) kooperieren, das führend in der Energiematerialforschung in Deutschland ist. Beide Partner wollen die Aufskalierbarkeit von Perowskit-Silizium-Tandemzellen demonstrieren und sie zur Marktreife bringen.

Am HZB-Standort in Adlershof bauen Forschende einen Prototyp eines Linearbeschleunigers mit Energierückgewinnung (bERLinPro) auf. An der Entwicklung der weltweit einzigartigen Schlüsselkomponenten, die für die Anlage benötigt werden, wird seit Jahren intensiv geforscht. Nun haben die Wissenschaftler einen wichtigen Meilenstein erreicht: Aus dem Zusammenspiel von Kathode, Laserpuls und elektrischem Feld in der Kavität sind zum ersten Mal in einem Testsystem Elektronen erzeugt und beschleunigt worden.

Wir wünschen Ihnen ein frohes Fest und ruhige, besinnliche Feiertage. Wir bedanken uns bei allen Kooperations- und Geschäftspartnern für die Zusammenarbeit. Den Leserinnen und Lesern unserer Webseite danken wir für ihre Treue. Wir wünschen Ihnen ein schönes Restjahr und freuen uns auf ein ereignisreiches neues Jahr 2018!

Die „Deutsche Akademie der Technikwissenschaften – acatech“ hat Prof. Dr. Bernd Rech, Experte für Erneuerbare Energien, in den Kreis ihrer Mitglieder aufgenommen. Bernd Rech leitet seit 2006 das Institut für Silizium-Photovoltaik am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und ist seit Mai 2017 kommissarischer wissenschaftlicher Geschäftsführer des HZB. Seit vielen Jahren engagiert er sich in vielen Funktionen für den Wissenstransfer. „Die Wahl ist eine Auszeichnung der wissenschaftlichen Leistung und beinhaltet gleichzeitig ein ehrenamtliches Mandat“, schreibt acatech in ihrer Pressemitteilung. Die von Bund und Ländern geförderte Akademie berät Politik und Gesellschaft in technologiebezogenen Fragen.

Mehr als 600 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kamen zum 9. BER II und BESSY II-Nutzertreffen an das HZB, das vom 13. bis 15. Dezember 2017 stattfand. Der Freundeskreis des Helmholtz-Zentrums Berlin zeichnete im Rahmen des Nutzertreffens ein Team vom DESY mit dem Innovation Award aus. Dr. Nele Thielemann-Kühn erhielt den Ernst-Eckard-Koch-Preis für die beste Promotionsarbeit.

Gespannt warteten 70 Mitarbeiter und Gäste, die anlässlich des 15-jährigen Bestehens des „Russisch-Deutschen Labors“ an das HZB gekommen waren, auf ein Paket aus Sibirien. Es kam etwas verspätet, aber zum Glück noch rechtzeitig: Im Paket war das Relief einer russischen Bildhauerin, das bei der Veranstaltung im Dezember 2017 feierlich enthüllt wurde.

EU-Verbundprojekt präsentiert Ergebnisse: Hohe Wirkungsgrade mit weniger Materialeinsatz

Ein Forschungsteam am HZB hat die verschiedenen Defekt-Typen in Kesterit-Halbleitern erstmals genau charakterisiert. Dies gelang ihnen mit Hilfe von Neutronenstreuung am BER II und am Oak Ridge National Laboratory, USA. Die Ergebnisse zeigen Möglichkeiten zur gezielten Optimierung von Kesterit-Solarzellen auf.

Seit Dezember 2017 ist Catherine Dubourdieu Professorin an der Freien Universität Berlin, die zu den insgesamt elf Elite-Universitäten im Rahmen der deutschen Exzellenz-Initiative zählt. Die gemeinsame Berufung auf eine W3-S-Professur ermöglicht es Catherine Dubourdieu, ihre Forschung am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) fortzuführen. Die Physikerin gilt als Expertin auf dem Gebiet der funktionalen Metalloxide, die interessante Kandidaten für die Informationstechnologie der Zukunft sind.

Am Drei-Achsen-Spektrometer FLEXX an der Neutronenquelle BER II steht ein neues Detektormodul für den Nutzerbetrieb zur Verfügung. Es misst viele Winkel und mehrere Energieüberträge gleichzeitig und ermöglicht so, etwa zehnmal so viele Daten pro Stunde zu messen. Die Neutronen-Nutzer können so ihre Messzeit optimal nutzen.

Das Photovoltaik-Kompetenzzentrum (PVcomB) am Helmholtz-Zentrum Berlin bringt seine Expertise zur Optimierung der CIGS-Dünnschichtproduktion in das Verbundforschungsprojekt MyCIGS ein. Der CIGS-Modulhersteller AVANCIS, München, koordiniert das Projekt, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird. Mit beteiligt sind auch die Universitäten in Oldenburg und Erlangen-Nürnberg.

Der TÜV Süd zertifiziert die Abteilung Nutzerkoordination nach ISO 9001

Potsdams Oberbürgermeister Jann Jakobs informiert sich am Helmholtz-Zentrum Berlin über die Pläne zum Rückbau des Forschungsreaktors BER II.

Einsatzbereiche in Leuchtdioden oder Solarzellen

Ein HZB-Team hat gemeinsam mit Experten der Universitäten Ulm und Stuttgart ein Elektronenspinresonanz-Spektrometer konstruiert, das in eine Box von zehn Zentimetern Kantenlänge passt. Das Team präsentierte das Gerät vor einer Fachjury auf der internationalen Fachtagung IEEE Sensors 2017 in Glasgow, Schottland, und erhielt den ersten Preis im Live-Demonstrationswettbewerb. Die ESR-Spektroskopie ist für die Erforschung von Energiematerialien wie Katalysatoren, Solarzellen und Batterieelektroden sehr nützlich.

„Kennt ihr Hermann von Helmholtz?“ Die meisten Grundschulkinder schütteln bei dieser Frage den Kopf. Dabei gehört der Namenspatron der Helmholtz-Gemeinschaft zu den bedeutendsten Naturwissenschaftlern und Universalgelehrten des 19. Jahrhunderts. Deshalb fand im November 2017 zum sechsten Mal der Helmholtz-Tag in den Schülerlaboren der Helmholtz-Gemeinschaft statt. Das HZB lud eine 5. Klasse aus Nauen, Brandenburg, zum Experimentieren in das Schülerlabor nach Wannsee ein.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat eine Kooperationsvereinbarung mit der argentinischen Forschungseinrichtung für Neutronenforschung - LAHN (Argentinian Neutron Beams Laboratory) unterzeichnet. Das HZB wird dabei die Forschenden aus Argentinien beim Aufbau von zwei Neutroneninstrumenten beraten. Darüber hinaus ist ein Austauschprogramm für Forschende aus beiden Ländern geplant.

In Brüssel hat sich ein neuer strategischer Zusammenschluss der europäischen Forschungslichtquellen gegründet. Ziel des LEAPS-Konsortiums (League of European Accelerator-based Photon Sources) ist es, die europäische Kooperation dieser „Supermikroskope“ auf eine neue Ebene zu heben, um mit der geballten wissenschaftlichen Exzellenz globale Herausforderungen zu lösen sowie die europäische Wettbewerbsfähigkeit und Integration zu stärken. Vertreter von 16 Institutionen legten dazu im Beisein des Generaldirektors für Forschung und Innovation der Europäischen Union, Robert-Jan Smits, eine gemeinsame Erklärung vor.

Ende 2019 schaltet das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) den Berliner Experimentierreaktor BER II endgültig ab. Über die gesetzlich vorgeschriebene Öffentlichkeitsbeteiligung hinaus möchte das HZB deshalb mit allen interessierten Bürgerinnen und Bürgern in einen Dialog über Stilllegung und Rückbau des BER II treten. Dafür lädt das Forschungszentrum zu einer Informationsveranstaltung ein am Dienstag, den 21. November 2017, von 18 Uhr bis ca. 21 Uhr in der Aula der Johannes-Tews-Grundschule in der Wasgenstraße 50 in 14129 Berlin.

Die Helmholtz-Gemeinschaft und das Büro des chinesischen Postdoc-Beirates (Office of China Postdoctoral Council - OCPC) etablieren ein gemeinsames Austauschprogramm für chinesische Postdoktoranden. Die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden an acht Helmholtz-Zentren für zwei Jahre forschen und anschließend nach China zurückkehren. Auch das HZB beteiligt sich am Austauschprogramm, das von 2017 bis 2021 läuft.

HZB-Wissenschaftler haben einen Mechanismus identifiziert, mit dem sich möglicherweise schnellere und energiesparendere magnetische Speicher realisieren lassen. Sie verglichen, wie unterschiedliche magnetische Ordnungen im Seltenerd-Metall Dysprosium auf einen kurzen Laserpuls reagieren. Dabei fanden sie heraus, dass sich die magnetische Ordnung sehr viel schneller und mit deutlich geringerem Energieeinsatz verändern lässt, wenn die magnetischen Momente der einzelnen Atome nicht alle in dieselbe Richtung weisen (ferromagnetisch), sondern gegeneinander verdreht sind (antiferromagnetisch). Die Studie erschien am 6.11.2017 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters und schmückt auch die Titelseite.

Die Solarenergie ist eine stark unterschätzte Technologie und könne sich zum Grundpfeiler der Stromversorgung entwickeln, so lautet das Ergebnis einer Studie des Mercator Instituts. In der neuen HZB-Zeitung erfahren Sie, warum es in der Photovoltaik noch so viel Spielraum nach oben gibt. Jüngstes Beispiel sind Perowskit-Solarzellen, deren Wirkungsgrade sich rasant entwickeln. Drei Nachwuchsgruppen und mehrere Institute am HZB forschen daran, damit diese Solarzellen zu einer echten Alternative auf dem Markt werden können (Seite 2).  

Im November 2017 startet ein großes EU-Forschungsprojekt zu Tandemsolarzellen, an dem auch das HZB beteiligt ist. Ziel ist es, Halbleiter-Dünnschichten aus Silizium und Kesteriten zu besonders preiswerten Tandemzellen mit Wirkungsgraden von über 20 Prozent zu kombinieren. An dem Projekt arbeiten mehrere große Forschungseinrichtungen aus Europa, Marokko, Südafrika und Weißrußland und zwei Industriepartner.

Im Rahmen der IUPAC NMS-XIII Konferenz in Nanjing wurde Prof. Dr. Norbert Koch der “Distinguished Award 2017 for Novel Materials and their Synthesis” verliehen. IUPAC ist das Akronym für „International Union of Pure and Applied Chemistry“. Koch erhielt die Auszeichnung für seine Forschung zu hybriden elektronischen Materialien und deren Grenzflächen in elektronischen und optoelektronischen Bauelementen. Der Physiker lehrt an der Humboldt-Universität zu Berlin und leitet eine gemeinsame Forschergruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin.

Monika Raja Thulasimani promoviert über thermoelektrische Materialien in der Graduiertenschule MatSec am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Auf der European Conference on Thermoelectrics 2017 hat die Doktorandin einen Posterpreis gewonnen. Sie erklärte ein Verfahren, mit dem sich effizientere hybride thermoelektrische Materialien aus einer Polymerverbindung und Silbertellurit herstellen lassen.

Philipp Janusch absolvierte am Helmholtz-Zentrum Berlin eine Ausbildung zum „Feinwerkmechaniker“ und hat seine Gesellenprüfung als Jahrgangsbester des Landes Berlin abgeschlossen. Dabei hat er sogar die dreieinhalbjährige Ausbildung um ein ganzes Jahr verkürzt. Janusch tritt im November beim Bundesleistungswettbewerb des Metallhandwerks 2017 für das Land Berlin an.

70 Teilnehmerinnen und Teilnehmer besuchten am 13. Oktober 2017 den ersten Industrietag des Helmholtz Innovation Labs HySPRINT zum Thema Perowskit-Solarzellen am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Damit wurden die Erwartungen der Veranstalter weit übertroffen. Der Austausch auf dem Industrietag ermöglicht es, die Zusammenarbeit mit strategisch wichtigen Unternehmen im Rahmen von HySPRINT weiter zu vertiefen.

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert.  Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

63 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind im September für das HZB-Team bei der bundesweiten Aktion STADTRADELN angetreten. Sie sind in drei Wochen insgesamt 16.240 Kilometer gefahren und landeten damit auf dem siebten Platz – gleich hinter der Berliner Feuerwehr und der TU Berlin. Und das Beste: zusammen haben die HZB-Kollegen damit 2306 Kilogramm Kohlenstoffdioxid gespart.

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Jeden Werktag werden in der Kantine Wannsee bis zu 150 Coffee-to-Go-Becher benutzt. Die Becher lassen sich nicht vernünftig recyceln und landen einfach auf dem Müll. Nun macht die Kantine Schluss mit dem Wegwerfen. Ab 16. Oktober kann der Kaffee nur noch in den neuen HZB-Pfandbechern (für 5 Euro an der Kasse erhältlich) oder in mitgebrachten Tassen gezapft werden.

Am 14. Oktober findet die jährliche Notfallübung am Helmholtz-Zentrum Berlin in Wannsee statt. Die Übung dauert von 8.30 bis ca. 12 Uhr. Während dieser Zeit fahren viele Feuerwehrfahrzeuge zum Helmholtz-Zentrum Berlin. Auch der Einsatz von Theaterrauch ist geplant. Bitte seien Sie unbesorgt, es handelt sich um eine Übung. An der landesweiten Katastrophenschutzübung beteiligten sich auch die Berliner Feuerwehr und mehrere Berliner Behörden. Der Zutritt zum HZB ist während der Übungszeit nicht möglich, auch nicht für HZB-Mitarbeiter.

Eine Anekdote aus der Kantine, ein kurioses Labor-Foto, eine spannende Begegnung: Viele Geschichten vom HZB-Campus in Adlershof und in Wannsee müssen einfach mal aufgeschrieben werden. Dafür gibt es jetzt den Campusblog des Helmholtz-Zentrums. Im neuesten Beitrag berichten wir über einen HZB-Mitarbeiter, der mit der Feiwilligen Feuerwehr Zehlendorf beim Sturm Xavier die ganze Nacht mit der Kettensäge Wege freigeräumt hat.

Synchrotrons sind hervorragende Werkzeuge, um Materialien, Zellen oder auch Kulturgüter zu untersuchen. Doch vielen Forschenden aus Osteuropa sind diese Möglichkeiten unbekannt. Das soll sich nun dank des EU-Projektes CALIPSOplus ändern.

HZB Wissenschaftler haben an BESSY II ein neuartiges Spektrometer entwickelt, das detaillierte Einblicke in Katalyse-Prozesse an Metall-Enzymen ermöglicht. In internationaler Zusammenarbeit gelang es ihnen, einzelne Prozesse im Photosystem II aufzuklären. Ihre Studie haben sie nun in der Zeitschrift Structural Dynamics veröffentlicht. Das Photosystem II gehört zur Photosynthese, die u.a. in Pflanzen und Algen stattfindet und Sonnenenergie in chemische Energie umwandelt.

Am Dienstag, den 3. Oktober 2017 findet in Deutschland wieder der große „Türöffner-Tag“ der „Sendung mit der Maus“ statt. Dann öffnen speziell solche Einrichtungen ihre Türen, die normalerweise für Kinder nicht zugänglich sind. Auch das Helmholtz-Zentrum Berlin macht mit und lädt Kinder ab vier Jahren in die große Experimentierhalle des Berliner Elektronen-Speicherrings BESSY II ein.

Vom 28. September bis 1. Oktober wird die Akademie der Künste am Hanseatenweg mit Konzerten, Klanginstallationen, Künstlergesprächen und Workshops zu einem großen Experimentallabor. Das Festival KONTAKTE 17 bietet 28 Ur- und Erstaufführungen von elektroakustischer Musik und Klangkunst.

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Am 13. Oktober veranstaltet das Helmholtz-Zentrum Berlin erstmals einen Industrietag zum Thema Perowskit-Solarzellen. Nach einem Überblick über den aktuellen Stand von Forschung und Entwicklung sowie das Zukunftspotenzial von Perowskit-Solarzellen gibt es für die Teilnehmer aus der Industrie die Möglichkeit, das Interesse ihres Unternehmens an dem Thema in einer Kurzpräsentation darzustellen. Intensive Diskussionen im Rahmen des Industrietages bilden den Ausgangspunkt für zukünftige Kooperationen.

Sie ist die wichtigste Visitenkarte eines Unternehmens: die Webseite. Der Internetauftritt des HZB ist sehr umfangreich und über die Jahre ständig gewachsen. Es gibt tolle Inhalte, doch mitunter leidet dadurch auch die Übersichtlichkeit. Um die Nutzerfreundlichkeit zu verbessern, wollen wir die Webseite einem kontinuierlichen Relaunch unterziehen. Hier sind Sie gefragt! Wozu nutzen Sie das HZB-Internet? Was gefällt Ihnen – und was nicht?

Als das EMIL-Labor (Energy-Materials In-Situ Laboratory Berlin) vor einem Jahr im Beisein von Bundesforschungsministerin, Johanna Wanka, feierlich eingeweiht wurde, war dies ein großer Meilenstein für die Energiematerial-Forschung am HZB. Seitdem wird darauf hingearbeitet, das Röntgenlicht aus BESSY II zu den EMIL-Apparaturen durchzuleiten. Bis das BESSY-Licht zur Verfügung steht, arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Röntgenlicht aus einer konventionellen Laborquelle. Nun ist es den Strahlrohrverantwortlichen gelungen, die aus dem Undulator UE48 kommende Strahlung erstmalig von der BESSY II-Experimentierhalle bis in das EMIL-Labor zum CAT-Experiment zu fädeln. Dort wurde es mit einer Fokus-Messkammer quantitativ vermessen.

Vom 8. bis 11. Juni 2018 findet die 16. Atomiade in Varese, Italien statt. Um besser planen zu können, bitten die Veranstalter bereits jetzt um eine unverbindliche Voranmeldung. Bei der Atomiade treten Mitarbeitende von europäischen Forschungseinrichtungen alle drei Jahre in sportlichen Wettkämpfen gegeneinander an. Spaß am Sport und am gegenseitigen Austausch stehen dabei im Vordergrund.

Forschungsteam findet heraus, warum eine einfache Behandlung die Effizienz von preiswerten Metall-Oxid-Photoelektroden steigert

Ein Forscherteam hat am Helmholtz-Zentrum (HZB) zum ersten Mal gezeigt, wie das Schalten von magnetischen Materialeigenschaften per Laserlicht durch Wärmeeffekte beeinflusst wird und unter welchen Bedingungen der Schaltprozess abläuft. Zugleich entdeckten die Wissenschaftler eine bislang unbekannte Abhängigkeit von der Dicke der magnetischen Schicht: ein wichtiger Hinweis für das theoretische Verständnis von optisch steuerbaren Magnet-Datenspeichern. Die Arbeit wird heute in der Fachzeitschrift Scientific Reports publiziert.

22 junge Leute aus aller Welt forschen acht Wochen lang am HZB

Ein Theorie-Team aus dem HZB hat erstmals mathematisch beschrieben, wie zwei verschiedene Moleküle mit Hilfe von Nanoreaktoren miteinander reagieren. So genannte Nanoreaktoren sind winzige Systeme, die chemische Reaktionen beschleunigen, also wie ein Katalysator wirken. Die teilweise überraschenden Einsichten ermöglichen Vorhersagen, wie sich Reaktionen besser steuern lassen. Das Modell ist auf viele Forschungsfragen anwendbar, insbesondere auch auf Prozesse in Energiematerialien.

"Das Photon ist unsere Stärke", sagt Bernd Rech. Er ist seit Mai 2017 kommissarisch wissenschaftlicher Geschäftsführer des HZB. In der aktuellen HZB-Zeitung „lichtblick" sprachen wir mit ihm über seine wichtigsten Aufgaben, über die Stärken des HZB und Überraschungen im Job (S.2).

Lupinen bilden nicht nur bunte Blüten aus, sondern auch nahrhafte, eiweißreiche Bohnen. Wie diese Pflanzen mit ihren Wurzeln im Boden Wasser ziehen, hat nun ein Team der Universität Potsdam an der Berliner Neutronenquelle BER II erstmals in 3D beobachtet. Dafür verbesserten sie zusammen mit der HZB-Bildgebungsgruppe die Zeitauflösung der Neutronentomographie gleich um mehr als das Hundertfache: Alle zehn Sekunden erstellten sie eine detaillierte 3D-Aufnahme. Diese ultraschnelle Neutronentomographie ist auch für die Analyse dynamischer Prozesse in porösen Materialien generell geeignet.

Ein internationales Team hat erstmals Nanostrukturen aus Silber mit einem Elektronenstrahl auf ein Substrat „geschrieben“. Silbernanostrukturen zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, sichtbares Licht auf der Nanoskala zu konzentrieren. Mögliche Anwendungen liegen in der Sensorik (Nachweis von Molekülen), aber auch in der Datenverarbeitung mit Licht.

Erst vor zwei Jahren haben die Universität Potsdam und das Helmholtz-Zentrum Berlin die Graduiertenschule HyPerCells mit dem Forschungsschwerpunkt Perowskite gegründet. Nun haben Gruppen im Rahmen der Graduiertenschule Perowskit-Solarzellen mit Rekord-Effizienzen von über 20 Prozent hergestellt. Damit ist die Graduiertenschule in Deutschland absoluter Spitzenreiter und im internationalen Vergleich (ganz) vorne mit dabei.

Eine Info-Broschüre, illustriert mit einer Kombination aus Zeichnungen und Fotografien, ist die neue Visitenkarte des HZB. Knapp und verständlich beschreibt sie die wichtigsten Forschungsschwerpunkte des Zentrums, stellt Großgeräte und Labore vor und zeigt, warum das HZB ein weltweit attraktiver Arbeitsort ist.

18 Meter ragt der Stickstofftank in die Höhe, der am 18. Juli 2017 auf dem Gelände des Helmholtz-Zentrum Berlin in Adlershof aufgestellt wurde. Darin können bis zu 80 Kubikmeter flüssiger Stickstoff gespeichert werden. Er wird für die Vorkühlung der Kälteanlage verwendet, die für den Betrieb des neuen Linearbeschleunigers mit Energierückgewinnung (bERLinPro) benötigt wird. Die HZB-Expertinnen und Experten bauen derzeit einen Prototyp auf, um das Potenzial dieser Beschleunigertechnologie zu testen.

Das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V (IFW) und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) bauen ein Joint-Lab für „Funktionelle Quantenmaterialien“ auf. Unter seinem Dach arbeitet auch eine neue Nachwuchsgruppe.

Das HZB begrüßte zur „Klügsten Nacht des Jahres“ am 24. Juni 2017 mehr als tausend Gäste, darunter viele Kinder und Jugendliche. Quirliges Treiben auf unserer Wissenschaftsstraße, großer Andrang bei den Mitmach-Experimenten und beim Schülerlabor, interessierte Fragen zum Forschungsreaktor: Die Lange Nacht der Wissenschaften am HZB war bunt und facettenreich – und bot für jeden Geschmack etwas. Hier haben wir die schönsten Momente zusammengestellt.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin lädt am Samstag auf dem Campus Wannsee zur Langen Nacht der Wissenschaft ein. Unsere Highlights für Sie: Führungen durch die Experimentierbereiche um den Forschungsreaktor, durch die Energie-Labore und den Beschleuniger für die Augentumortherapie, eine Wissenschafts-Show und ein vielseitiges Kinderprogramm.

Kindergartenkinder sind neugierig, wollen Dingen auf den Grund gehen – und stellen vor allem viele Fragen. Beim bundesweiten Aktionstag „Tag der kleinen Forscher“ am 19. Juni haben etwa 100 Kinder die HZB-Schülerlabore in Adlershof und Wannsee besucht und die Farben des Lichts untersucht.

Die EU fördert das von 19 europäischen Lichtquellen eingereichte Projekt CALIPSOplus mit zehn Millionen Euro. Das Projektkonsortium, zu dem auch das Helmholtz-Zentrum Berlin gehört, hat im Mai 2017 seine Arbeit aufgenommen. CALIPSOplus will den internationalen Austausch von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und den transnationalen Zugang zu den europäischen Lichtquellen fördern. Schwerpunkte sind auch die Integration der bisher weniger aktiven Regionen in Europa sowie die Initiierung von Forschungsprojekten mit kleineren und mittleren Unternehmen. 

Dr. Klaus Habicht hat das Habilitationsverfahren an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Potsdam erfolgreich abgeschlossen. Damit erhält er auch offiziell die Lehrbefähigung für Physik der kondensierten Materie. Habicht hat seit 2011 zahlreiche Vorlesungen und Seminare an der Uni Potsdam gehalten, insbesondere zur Festkörperphysik und zu Methoden der Neutronenforschung. Am HZB leitet er die Abteilung für Methoden zur Charakterisierung von Transportphänomenen in Energiematerialien.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin erweitert sein Angebot an CoreLabs für die Forschung an Energiematerialien. Zusätzlich zu den fünf bereits etablierten CoreLabs wurde nun ein CoreLab für Quantenmaterialien eingerichtet. Ein Forscherteam vom HZB-Institut für Quantenphänomene in neuen Materialien betreut das CoreLab mit dem modernen Gerätepark. Das CoreLab steht auch Messgästen aus anderen Forschungseinrichtungen offen.  

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) baut mit der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) ein gemeinsames Labor für elektrochemische Untersuchungen an Fest-Flüssig-Grenzflächen auf. Das „Berlin Joint Lab for Electrochemical Interfaces“, kurz BElChem, nutzt Röntgenlicht von BESSY II, um Materialien für die regenerative Energiegewinnung zu analysieren.

Fokussierte Ionenstrahlen sind für Forscherinnen und Forscher verschiedener Disziplinen sehr nützliche Werkzeuge. Mit ihnen lassen sich Proben im Mikro- und Nanometerbereich strukturieren. Am HZB stehen moderne Ionenmikroskope sowie deren komplementären Techniken zur Verfügung, die von Wissenschaftlern von Universitäten und Instituten weltweit genutzt werden können. Um die Methoden und ihre Anwendungsgebiete vorzustellen, organsiert das HZB erstmalig einen Workshop. Er findet vom 6. bis 7. November statt. Abstracts können bis 15. Juni eingereicht werden.

Mit dem Ausbau der Lichtquelle BESSY II zum Variablen Pulslängen-Speicherring wird Berlin noch attraktiver als Wissenschaftsstandort für Forschende aus aller Welt

Das „Journal of Physics D: Applied Physics“ hat eine Arbeit zur Röntgentomographie an unterschiedlichen Batterietypen als Highlight für die Veröffentlichung in einem exklusiven Sonderband ausgewählt. An der Publikation waren zwei Gruppen am HZB und ein Team der Justus-Liebig-Universität Gießen beteiligt.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) präsentiert auf der großen internationalen Photovoltaik-Fachmesse vom 31. Mai bis 2. Juni 2017 Forschungsprojekte zur Solarenergie und stellt Kooperationsmöglichkeiten mit der Industrie im Bereich der Photovoltaik (PV) vor.

Perowskit-Solarzellen waren die Überraschung der letzten Jahre. Binnen kürzester Zeit konnte ihr Wirkungsgrad von knapp 10 auf 22 Prozent gesteigert werden. Kein anderes Photovoltaik-Material hat bisher solche rasche Fortschritte verzeichnet. Forschergruppen weltweit widmen sich deshalb der neuen Materialklasse. Eva Unger und Steve Albrecht aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben auf Einladung der renommierten Fachzeitschrift Journal of Materials Chemistry A die Trends in der Materialentwicklung von Perowskithalbleitern der letzten Jahre ausgewertet. Dabei haben sie Chancen und Begrenzungen dieser Halbleiterklasse in Abhängigkeit von ihrem Absorptionsbereich in einem Überblicksartikel zusammengefasst.

Eine internationale Forschergruppe hat an der Infrarot-Beamline IRIS am Elektronenspeicherring BESSY II erstmals die optischen Eigenschaften von dreidimensionalem nanoporösen Graphen untersucht. Die Experimente zeigen, dass sich die plasmonischen Anregungen (Schwingungen der Ladungsdichte) in diesem neuen Material durch Porengröße und das Einbringen von Fremdatomen präzise steuern lassen. Dies könnte die Herstellung von hochempfindlichen chemischen Sensoren ermöglichen.

Ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat erstmals Nanopartikel aus einer Titanoxidverbindung (Ti₄O₇) mit extrem großen Oberflächen hergestellt und in Lithium-Schwefelbatterien als Kathodenmaterial getestet. Das hochporöse Nanomaterial besitzt eine hohe Speicherkapazität, die über viele Ladezyklen annähernd stabil bleibt. 

Dr. Matthew T. Mayer baut seit Mai 2017 eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB auf. Er will erforschen, wie sich mithilfe von erneuerbaren Energien Kohlenstoffdioxid und Wasser elektrochemisch in wertvolle Kohlenwasserstoffe umwandeln lassen. Für seine Forschung erhält er jährlich 300.000 Euro für einen Zeitraum von fünf Jahren.

Im Mai startet die gemeinsame Forschergruppe „Röntgenmikroskopie“, in der die Teams von Prof. Dr. Gerd Schneider (Helmholtz-Zentrum Berlin) und Prof. Dr. Helge Ewers (Freie Universität Berlin) ihre Expertisen bündeln. Während Ewers‘ Gruppe ihre Erfahrung auf dem Gebiet der Lichtmikroskopie und der biologischen Grundlagenforschung einbringt, betreut die HZB-Arbeitsgruppe die Röntgenmikroskopie an der Synchrotronquelle BESSY II. Beide Methoden helfen Forscherinnen und Forschern, einen detaillierten Einblick in die Abläufe innerhalb von Zellen zu bekommen.

We cordially invite you to the next “HZB Distinguished Lecture”, which will also be a commemorative event for our friend and colleague, Prof. Leone Spiccia, who passed away in December 2016. Leone held a professorship at Monash University in Australia and was connected with us through Humboldt and Helmholtz International Fellowships. To continue our work in his spirit, a close friend and collaborator of Leone, Prof. Douglas R. MacFarlane from Monash University, will deliver the key lecture on “Hydrogen and Ammonia as Energy Carriers and for Energy Storage – Progress and Perspectives”.

24 scientists from various countries participated in the Young Investigators Workshop 2017 on Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes in Grainau am Eibsee in the Bavarian Alps. This workshop which was organized by Professor Alexander Föhlisch was dedicated to study the research topics of the Helmholtz Virtual Institute 419. It included both experimental and theoretical projects on molecular and chemical dynamics, phase transitions and switching as well as fundamental light-matter interaction.

Das Röntgenmikroskop HZB-TXM ist wieder in Betrieb. Das TXM ermöglicht Aufnahmen mit deutlich besserer Qualität im Vergleich zum Vorgängermodell.

Am 2. Mai haben wir Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla mit einem Festkolloquium feierlich verabschiedet. Über 200 Gäste und Wegbegleiter aus der Wissenschaft und Politik sind gekommen, um ihr für die hervorragende Zusammenarbeit und ihr großes Engagement für das HZB zu danken. Unser Fotograf hat die schönsten Momente eingefangen.  

Nach dem Wechsel der langjährigen Geschäftsführerin, Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, an die TU Braunschweig hat der Aufsichtsrat des Helmholtz-Zentrum Berlin Prof. Dr. Bernd Rech als kommissarischen wissenschaftlichen Geschäftsführer bestellt. Er wird diese Funktion zum 1. Mai 2017 übernehmen. Bernd Rech leitet seit 2006 am HZB das Institut für Silizium-Photovoltaik und wird als Experte für erneuerbare Energien weltweit hochgeschätzt.