Page 14 - Adlershof Special 32: Zukunftsenergie – Energiezukunft -- Future Energy – Energy Future

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// Neue Rezepte aus
der silizium-Küche
// Für das wundermaterial graphen scheint kein
superlativ zu klein. Für seine Entdeckung gab es
schon einen Nobelpreis, die Europäische union
pumpt milliardenbeträge in seine Erforschung und
das ultradünne und robuste material aus Kohlen-
stoff wird bereits „silizium des 21. Jahrhunderts“
genannt. da ist es kein wunder, dass silizium-
spezialisten aus adlershof seine verwendbarkeit
in solarzellen untersuchen.
Adlershof. Science at Work.
// Professor Bernd Rech vom Institut für Siliziumphotovol-
taik am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB)
Professor Bernd Rech, head of the Institute Silicon Photo-
voltaics of Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) //
raphen hat eine zweidimensionale Git-
Gterstruktur aus wabenförmig angeord-
neten Kohlenstoffatomen und ist ein exzel-
lenter Leiter. Zwei Forschern vom Institut für
Siliziumphotovoltaik am Helmholtz-Zentrum
Berlin (HZB) gelang vor kurzem ein spektaku-
lärer Nachweis. Gra phen behält seine heraus-
ragenden elektrischen Eigenschaften auch
dann, wenn es auf mehrere hundert Grad er-
hitzt und mit einer dünnen Schicht aus amor-
phem oder polykristallinem Silizium bedeckt
wird. Die Leitfähigkeit in der ein gebetteten
Graphen-Schicht ist 30 Mal höher als in kon-
ventionellen Kontakten aus Zinkoxid.
Doch Graphen ist nur ein neues Material, das
die Forscher am Institut für Siliziumphoto-
voltaik mit dem am häufigsten verbreiteten
Werkstoff für Solarzellen kombinieren. „Wir
arbeiten auch an Hybridkonzepten aus orga-
nischen und anorganischen Stoffen und ex-
perimentieren mit dem Mineral Perowskit“,
berichtet Institutsleiter Professor Bernd Rech.
Organische Kunststoffkomponenten und
Perowskit sind einfach zu gewinnen und
könnten Solarmodule noch preiswerter ma-
chen als bisher.
Das zweite große Forschungsfeld des Instituts
sind Dünnschichtzellen aus amorphem, also
nicht-kristallinem Silizium. „Unser großes Ziel
ist es, Silizium als dünne Schicht auf Glasträ-
ger zu bekommen“, erklärt Rech. Dafür ver-
wenden die HZB-Forscher die Methode der
Flüssigglaskristallisation mithilfe von Lasern.
Ein dritter Schwerpunkt ist schließlich die
Analytik von Materialien. Um die Eigenschaf-
ten neuer Zellmaterialien noch schneller ana-
lysieren zu können, nehmen die Wissenschaft-
ler 2014 das neue Labor EMIL (Energy Materials
In-situ Laboratory Berlin) in Betrieb. Das 1.000
Quadratmeter große Laborgebäude wird an
den Speicherring BESSY II des Helmholtz-Zen-
trums Berlin angebaut.
Die Brücke zur Industrie schlägt das Institut
für Siliziumphotovoltaik über das HZB-eigene
Technologietransferzentrum PVcomB. Eine ei-
gene Fertigungslinie ist dort in der Lage, Sili-
zium-Dünnschichtmodule herzustellen. Mit
zwei Industriepartnern bereitet das Institut
aktuell die Ausgründung eines neuen Dünn-
schicht-Unternehmens im Technologiepark
Adlershof vor. // mb
// Exzellenter Leiter: die zweidimensionale Gitterstruktur aus
wabenförmig angeordneten Kohlenstoffatomen.
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An excellent conductor with a two-dimensional
honeycomb structure of carbon atoms. //
New recipes from the
silicon kitchen //
// No superlative seems to be too small for the miracle mate-
rial graphene. its discovery has even reaped a Nobel prize,
the European union has ploughed billions of euros into its
raphene is a two-dimensional research, and this ultra thin and robust material of carbon
Ghoneycomb structure of carbon atoms is already being acclaimed the “silicon of the 21st cen-
atoms and is an excellent conductor. tury”. it comes as no surprise, therefore, that silicon special-
Two researchers at the Institute Sili-
con Photovoltaics of Helmholtz-Zen- ists in adlershof are examining its potential in solar cells. //
trum Berlin (HZB) recently published
spectacular findings: graphene also skite,” reported the Head of Institute into operation the new laboratory
retains its outstanding electrical pro- Professor Bernd Rech. Organic poly- EMIL (Energy Materials In-situ Labo-
perties when it is heated to several mer constituents and perovskite are ratory Berlin) in 2014. Covering 1000
hundred degrees and is coated with easy to obtain and could make solar square metres, the laboratory building
a thin layer of amorphous or poly- modules even cheaper than before. will take the form of a new annexe to
crystalline silicon. The electrical con- the BESSY II storage ring operated by
ductivity in the embedded graphene The Institute’s second major research the Helmholtz-Zentrum Berlin.
layer is thirty times higher than in field deals with thin film cells of amor-
contacts of zinc oxide. phous, i.e. noncrystalline silicon. “Our The Institute Silicon Photovoltaics
prime target is to apply a thin coat of is striking the bridge to industry via
Yet graphene is only a new material silicon on glass substrates,” explained the HZB technology transfer centre
that the researchers at the Institute Rech. To this end, the HZB researchers PVcomB. The production line there, an
Silicon Photovoltaics are combining apply a method for crystallising liquid own development, can manufacture
with the most commonly used ma- glass by means of lasers. A third main silicon thin film modules. Together
terial for solar cells. “We’re also work- field of research treats the analysis with two industrial partners, the Insti-
ing on hybrid concepts of organic of materials. In order to analyse the tute is currently preparing the disin-
and inorganic substances and expe- properties of new cell materials even corporation of a new thin film compa-
rimenting with the mineral perov- faster, the scientists will be putting ny in the Adlershof Technology Park.
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