• Springe zu Management
  • Springe zu Hauptmenü
  • Springe zu Seiteninhalt
Adlershof Logo
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
WISTA direkt
Suche
  • de
  • en
  • Adlershof Logo
  • Firmen / Fakten
    • Firmen­suche / Institute
    • Wissen­schafts­stadt in Zahlen
    • Anfahrt / Karten
      • Bus / Bahn
      • Autoanfahrt
      • Fahrrad
      • Orientie­rungs­pläne
      • Virtueller Rundgang Adlershof
  • Aktuelles
    • Übersicht
    • News
      • Social Media Stream
      • Ausgezeichnet
    • Termine / Veranstaltungen
      • Science Slam
      • Dissertationspreis Adlershof
      • Lange Nacht der Wissenschaften
      • Jugend forscht
      • Diversity Conference
    • Adlershof Journal
    • Top-Themen
      • Adlershof Mission "Grand Challenges"
      • Circular Economy
      • Klimaschutz
      • Digitale Infra­struktur / 5G-Campus­netz
      • Innovations­korridor Berlin-Lausitz
      • Ausbildung / Nachwuchsförderung / MINT
      • Frauen und Mädchen in der Wissenschaft
    • Fotos / Flyer / Downloads
      • Zeitschriften­archiv
    • Podcasts
    • WISTA-Redaktion
  • Wirtschaft / Wissenschaft
    • Übersicht
    • Technologie­felder
      • Photonik / Optik
      • Biotech­no­logie / Umwelt
      • Mikro­systeme / Mate­rialien
      • IT / Medien
      • Erneuer­bare Ener­gien / Photo­voltaik
      • Analytic City
    • Außeruni­versitäre Forschung
    • Univer­sitäten / Hochschulen
      • Humboldt-Universität zu Berlin
      • Services für Studierende
    • Ausbildung / Nachwuchsförderung / MINT
      • Jugend forscht
    • Gründen
      • Adlershofer Gründungs­zentrum IGZ
      • Gründungs­werkstatt Adlershof
    • Netzwerke / Management
      • Forum Adlershof e.V.
      • Campus Club Adlershof
      • Fachkräftenetzwerk Adlershof
      • WISTA Academy
      • Gesundheitsnetzwerk Adlershof
  • Film / TV
    • Film und Fernsehen
    • Firmen
    • News / Termine
    • Locations
    • Kostümverleih
    • DDR-Filmarchiv
    • Tickets
  • Immobilien
    • Übersicht
    • Immobilien mieten
      • Büroräume / Labore / Flächen
    • Grundstücke
      • Grundstücke / Gewerbe­immo­bilien
    • ST3AM Arbeitswelten / Coworking
    • Wohnprojekte
    • Bauprojekte
      • Bauvorhaben
      • Architektur
      • Webcam
  • Service
    • Übersicht
    • Gastronomie / Sport / Kultur / Einkaufen
    • Kleinan­zei­gen / Jobs
    • Gesundheit / Soziales
      • Gesundheits­netzwerk Adlershof
    • WISTA-Gründungs- und Business Services
    • Eventservice / Touren / Hotels
    • Facility Management
    • Downloads
    • Online Redaktionssystem WISTA direkt
  • Kiez
    • Übersicht
    • Geschichte
      • Der Technologiepark seit 1991
    • Landschaftspark
    • Kultur
    • Technologiepark
    • Digitale Spaziergänge
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
WISTA direkt

Meldungen

  • Übersicht
  • News
  • Termine / Veranstaltungen
  • Adlershof Journal
  • Top-Themen
  • Fotos / Flyer / Downloads
  • Podcasts
  • WISTA-Redaktion
  • Adlershof
  • Aktuelles
  • Meldungen
27. Februar 2017

Warum Forscher Solarzellen röntgen

Der Elektronenspeicherring BESSY II hilft bei der Energiewende mit

Marcus Bär im EMIL-Labor. Bild: © Adlershof Journal
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. Bild: © Adlershof Journal

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

Durch ein Fenster des Besprechungsraums blicken wir auf metallene Rohre und glänzende Gebilde in der Form von Zylindern und Halbkugeln. Wir sind in einem Hightech-Labor: Aus dem Elektronenspeicherring BESSY II des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie (HZB) in Adlershof wird durch vier Rohre Strahlung in das Labor geleitet. Ihr Spektrum reicht vom weichen bis in den harten Röntgenbereich. Die HZB-Mitarbeiter des 2016 eröffneten „Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin“ (EMIL) untersuchen mit dieser Röntgenstrahlung die chemische und elektronische Struktur von Materialien, die für die Energiewende wichtig sind, zum Beispiel solche für Solarzellen.

Professor Marcus Bär ist ein sportlicher Forscher, der häufig mit dem Fahrrad zur Arbeit fährt. Er leitet die Nachwuchsgruppe „Grenzflächendesign“. Solarzellen bestehen wie die meisten modernen elektronischen Bauelemente aus vielen, extrem dünnen Materialschichten, erklärt er. „Sie erfüllen verschiedene Funktionen und haben daher verschiedene chemische und elektronische Eigenschaften.“ Besonders heikel sind die Grenzflächen der Materialschichten: Dort können unerwünschte Diffusionsprozesse und elektronische Barrieren auftreten.

Um die Struktur der Materialien und Grenzflächen zu ermitteln, lässt Bärs Team weiche – ab Ende dieses Jahres auch harte – Röntgenstrahlung darauf los. Herauskommen Photonen oder Elektronen, die detektiert werden. Diese „röntgenspektroskopische“ Untersuchung verrät dem Team, was in den Schichtstapeln wirklich los ist.

Bär hat Elektrotechnik studiert. Nach der Promotion an der Technischen Universität Berlin ging er 2005 in die USA, an die University of Nevada, Las Vegas. Schon dort hat er Solarzellen mithilfe von Synchrotronstrahlung untersucht. Wären die Bedingungen am HZB für seine Art Forschung nicht so einzigartig gut, wäre er immer noch drüben – oder schon wieder weg, meint Bär. EMIL hat quasi ein Dauerabonnement für hochbrilliante Röntgenstrahlung von BESSY II und ist darüber hinaus bei den Instrumenten optimal aufgestellt. „Das gilt auch für die Synthese von Materialien“, so Bär.

Angestoßen werden Forschungsprojekte nicht von Bärs Gruppe allein, sondern zusammen mit Partnern, die Fragen zu Materialien haben. Das sind bei den Solarzellen neben den HZB-Kollegen zum Beispiel das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung in Stuttgart oder die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt in der Schweiz. Auch vielversprechende Solarzellen, die auf Perowskiten basieren, werden am EMIL durchleuchtet. „Dabei arbeiten wir mit Forschern der Oxford University zusammen, die sind bei den Perowskiten führend“, sagt Bär.

Derzeit tüfteln in seinem Team sechs Doktoranden und vier Postdoktoranden. Mit ihrer Hilfe sollen die Grenzflächen­untersuchungen bald auf weitere Materialsysteme ausgeweitet werden. Für relevante Messungen müssen dabei manche Prozesse unter realen Betriebsbedingungen beobachtet werden. „Operando spectroscopy“ lautet das Zauberwort.

Ein weiterer Ansatz dreht sich um Wasserstoff als Energieträger. Für die Elektrolyse von Wasser werden effiziente Elektroden benötigt. Bärs Gruppe soll im Rahmen eines Kopernikus-Projekts des BMBF mithelfen, optimale Katalysatoren zu finden.

So schnell werden den Forschern am EMIL die Forschungsaufgaben zu Materialien für die Energiewende sicher nicht ausgehen. 2018 soll EMIL für Projekte externer Partner aus Forschung und Industrie geöffnet werden.

Von Sven Titz für Adlershof Journal

www.helmholtz-berlin.de 

Außeruniversitäre Forschung Erneuerbare Energien Mikrosysteme / Materialien Adlershof Journal

Meldungen dazu

  • Illustration: Oxidationspfade von wässriger Phosphorsäure © HZB

    Röntgenexperimente entschlüsseln Oxidationsprozesse von Phosphorsäure

    Ergebnisse der Forschung am HZB helfen, Lebensdauer und Wirkungsgrad von Brennstoffzellen zu erhöhen
  • Schaubild: Iridium-Atome eingebettet in Titanoxiden © HZB/Marianne van der Merwe

    Forschungsteam erreicht höhere Stabilität von Iridium-Katalysatoren

    Anoden aus Iridium zur Erzeugung von grünem Wasserstoff können mit Titanoxiden haltbarer gemacht werden
  • Orbitale in MAPI-Perowskit © HZB

    Rolle der Wasserstoffbrückenbindungen in Perowskit-Solarzellen beleuchtet

    Ergebnisse der Forschung liefern wichtige Hinweise für die Perowskit-Materialforschung für Solarzellen
  • Vereinfachter Querschnitt durch eine Perowskit-Solarzelle. Bild: HZB

    Solarzellen müssen gar nicht perfekt sein

    Untersuchungen an BESSY II zeigen, warum selbst „löchrige“ Perowskit-Filme gut funktionieren
  • EMIL. Foto: HZB/David Ausserhofer

    Durchbruch bei EMIL

    Erstmalig konnte die Undulator-Strahlung aus der BESSY-Halle zum neuen Forschungslabor geleitet werden
  • Adlershof Journal Cover. Bild: © Adlerhof Journal

    Adlershof Journal März/April 2017

    Das Power-Quartier: Wie wir unsere Akkus wieder aufladen
  • Bundesforschungsministerin Prof. Johanna Wanka bei der Einweihung von EMIL. Foto: HZB/D. Außerhofer

    Die Suche nach dem Material der Zukunft

    Bundesforschungsministerin Johanna Wanka eröffnete den neuen Laborkomplex „EMIL“
  • EMIL-Teillabor „SISSY“ (Solar Energy Materials In-Situ Spectroscopy at the Synchrotron). Foto: R.G. Wilks.

    HZB wirbt EU-Fördermittel für Solarzellenforschung ein

    Wirkungsgrade von 25% werden angestrebt

Verknüpfte Einrichtungen

  • Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Elektronenspeicherring BESSY II
  • LinkedInmitteilen0
  • Facebookteilen0
  • WhatsAppteilen0
  • E-Mail

Die Entwicklung des Wissenschafts- und Technologieparks Berlin Adlershof wurde und wird co-finanziert durch die Europäische Union mit EFRE-Mitteln; insbesondere Infrastrukturmaßnahmen wie der Bau von Technologiezentren. EFRE-Mittel werden auch für internationale Projekte verwendet.

  • © WISTA Management GmbH
  • Impressum
  • Datenschutz
  • Social-Media-Übersicht
  • FAQ
  • Kontakt
  • Presse
  • Newsletter
  • RSS
  • Werbung
  • International
Mitglied bei:
Zukunftsort Adlershof Logo