Page 14 - Adlershof Journal März/April 2017

FORSCHUNG Mit dem Ultrahochvakuum „Backbone“ im
EMIL-Labor können vollautomatisch Proben
zwischen den einzelnen Analyse- und
Synthesekammern transferiert werden. Den
Transfer steuert Marcus Bär mit dem Tablet.
Warum Forscher

Solarzellen röntgen

Im Labor „EMIL“ der Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH erkunden
Forscher Bauteile für die Energiewende. Eine Gruppe lässt Röntgenstrahlung auf Material-
grenzflächen los, um Strukturen besser zu verstehen und Hinweise für Verbesserungen zu geben.

urch ein Fenster des Besprechungsraums blicken wir auf die Bedingungen am HZB für seine Art Forschung nicht so
Dmetallene Rohre und glänzende Gebilde in der Form von einzigartig gut, wäre er immer noch drüben – oder schon
Zylindern und Halbkugeln. Wir sind in einem Hightech-Labor: wieder weg, meint Bär. EMIL hat quasi ein Dauerabonnement
Aus dem Elektronenspeicherring BESSY II des Helmholtz-Zen- für hochbrilliante Röntgenstrahlung von BESSY II und ist
trums Berlin für Materialien und Energie (HZB) in Adlershof darüber hinaus bei den Instrumenten optimal aufgestellt. „Das
wird durch vier Rohre Strahlung in das Labor geleitet. Ihr Spek- gilt auch für die Synthese von Materialien“, so Bär.
trum reicht vom weichen bis in den harten Röntgenbereich. Die
HZB-Mitarbeiter des 2016 eröffneten „Energy Materials In-Situ Angestoßen werden Forschungsprojekte nicht von Bärs Gruppe
Laboratory Berlin“ (EMIL) untersuchen mit dieser Röntgenstrah- allein, sondern zusammen mit Partnern, die Fragen zu Mate-
lung die chemische und elektronische Struktur von Materialien, rialien haben. Das sind bei den Solarzellen neben den HZB-
die für die Energiewende wichtig sind, zum Beispiel solche für Kollegen zum Beispiel das Zentrum für Sonnenenergie- und
Solarzellen. Wasserstoff-Forschung in Stuttgart oder die Eidgenössische
Materialprüfungs- und Forschungsanstalt in der Schweiz.
Professor Marcus Bär ist ein sportlicher Forscher, der häufig mit Auch vielversprechende Solarzellen, die auf Perowskiten basie-
dem Fahrrad zur Arbeit fährt. Er leitet die Nachwuchsgruppe ren, werden am EMIL durchleuchtet. „Dabei arbeiten wir mit
„Grenzflächendesign“. Solarzellen bestehen wie die meisten Forschern der Oxford University zusammen, die sind bei den
modernen elektronischen Bauelemente aus vielen, extrem Perowskiten führend“, sagt Bär.
dünnen Materialschichten, erklärt er. „Sie erfüllen verschiedene
Funktionen und haben daher verschiedene chemische und Derzeit tüfteln in seinem Team sechs Doktoranden und vier
elektronische Eigenschaften.“ Besonders heikel sind die Grenz- Postdoktoranden. Mit ihrer Hilfe sollen die Grenzflächenunter-
flächen der Materialschichten: Dort können unerwünschte suchungen bald auf weitere Materialsysteme ausgeweitet
Diffusionsprozesse und elektronische Barrieren auftreten. werden. Für relevante Messungen müssen dabei manche Pro-
zesse unter realen Betriebsbedingungen beobachtet werden.
Um die Struktur der Materialien und Grenzflächen zu ermit- „Operando spectroscopy“ lautet das Zauberwort.
teln, lässt Bärs Team weiche – ab Ende dieses Jahres auch harte
– Röntgenstrahlung darauf los. Herauskommen Photonen oder Ein weiterer Ansatz dreht sich um Wasserstoff als Energieträger.
Elektronen, die detektiert werden. Diese „röntgenspektros- Für die Elektrolyse von Wasser werden effiziente Elektroden be-
kopische“ Untersuchung verrät dem Team, was in den Schicht- nötigt. Bärs Gruppe soll im Rahmen eines Kopernikus-Projekts
stapeln wirklich los ist. des BMBF mithelfen, optimale Katalysatoren zu finden.

Bär hat Elektrotechnik studiert. Nach der Promotion an der So schnell werden den Forschern am EMIL die Forschungsauf-
Technischen Universität Berlin ging er 2005 in die USA, an gaben zu Materialien für die Energiewende sicher nicht ausge-
die University of Nevada, Las Vegas. Schon dort hat er Solar- hen. 2018 soll EMIL für Projekte externer Partner aus Forschung
zellen mithilfe von Synchrotronstrahlung untersucht. Wären und Industrie geöffnet werden. st

ANZEIGE

Wer gut hört, hat mehr vom Leben!

„Können Sie sich Anzeige
auf Ihr Gehör verlassen?“ ? ausschneiden ✂ Albert-Einstein-Str. 4 | Adlershof | Tel. 030-639 22 437
und vorbei-
Unser kostenfreier Hörtest kommen! Parkplätze im Parkhaus direkt gegenüber
Kornelia Lehmann Dörpfeldstr. 36 | Adlershof | Tel. 030-209 53 833
Hörakustik-Meisterin verschafft Ihnen Klarheit! Brückenstr. 2 | Schöneweide | Tel. 030-636 4646

14 Adlershof Journal | März_April2017 Adlershof Journal | März_April 2017 15