Nachrichten und Science Highlights
Auswahl der Nachrichten und Science Highlights der letzten Jahre zu den Themen Technologietransfer und Innovation.
- Katalysatoraktivierung und -abbau in hydrierten IridiumoxidenDie Entwicklung effizienter Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklung (OER) ist entscheidend für den Fortschritt der Protonenaustauschmembran (PEM)-Wasserelektrolyse, wobei Iridium-basierte OER-Katalysatoren trotz der Herausforderungen im Zusammenhang mit ihrer Auflösung vielversprechend sind. Eine gemeinsame Forschung des Helmholtz-Zentrums Berlin und des Fritz-Haber-Instituts hat Einblicke in die Mechanismen der OER-Leistung und der Iridiumauflösung für amorphe hydrierte Iridiumoxide geliefert und das Verständnis dieses kritischen Prozesses vorangetrieben. Messungen an BESSY II haben dazu wesentliche Erkenntnisse geliefert.
- Weniger ist mehr: Warum ein sparsamer Iridium-Katalysator so gut funktioniertFür die Produktion von Wasserstoff mit Elektrolyse werden Iridiumbasierte Katalysatoren benötigt. Nun zeigt ein Team am HZB und an der Lichtquelle ALBA, dass die neu entwickelten P2X-Katalysatoren, die mit nur einem Viertel des Iridiums auskommen, ebenso effizient und langzeitstabil sind wie die besten kommerziellen Katalysatoren. Messungen an BESSY II haben nun ans Licht gebracht, wie die besondere chemische Umgebung im P2X-Kat während der Elektrolyse die Wasserspaltung befördert.
- Perowskit-Solarzellen: Protokolle für Reproduzierbarkeit und VergleichbarkeitZehn Teams am Helmholtz-Zentrum Berlin bauen eine langfristige internationale Allianz auf, um gemeinsam Verfahren zu entwickeln, die die Reproduzierbarkeit von Perowskit-Materialien sicherstellen. Das Projekt TEAM PV wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
- Katalysatorplattform verbessert das Verständnis von arbeitenden KatalysatorenEine neuartige Katalysatorplattform, bekannt als Laterally Condensed Catalysts (LCC), wurde entwickelt, um das Design und die Analyse der funktionalen Schnittstelle zu ermöglichen, die die aktive Phase mit ihrer Unterstützung verbindet. Diese Schnittstelle beeinflusst nicht nur die chemischen Eigenschaften der reaktiven Schnittstelle, sondern kontrolliert auch deren Stabilität und damit die Nachhaltigkeit der katalytischen Materialien. Die Entwicklung wurde wesentlich durch die Anwendung von operando-Spektroskopie am Synchrotron BESSY II unterstützt, die es ermöglichte, die dynamischen Prozesse und Strukturen unter Reaktionsbedingungen zu beobachten und zu verstehen.
- Rutger Schlatmann in den Vorstand von ETIP PV wiedergewähltETIP PV ist ein Fach-Gremium, das die Europäische Kommission zu Photovoltaik berät. Nun hat der ETIP PV-Lenkungsausschuss einen neuen Vorsitzenden sowie zwei stellvertretende Vorsitzende für die Amtszeit 2024–2026 gewählt. Rutger Schlatmann, Bereichssprecher Solare Energie am HZB und Professor an der HTW Berlin, wurde als Vorsitzender wiedergewählt.
- HZB-Patent zur Halbleitercharakterisierung geht in die SerienproduktionEin HZB-Team hat mit Freiberg Instruments einen innovativen Monochromator entwickelt, der nun auf den Markt kommt. Das Gerät ermöglicht es, die optoelektronischen Eigenschaften von Halbleitermaterialien kontinuierlich und rasch mit hoher Präzision zu erfassen, und zwar über einen breiten Spektralbereich vom nahen Infrarot bis ins tiefe Ultraviolett. Dabei wird Streulicht effizient unterdrückt. Die Innovation ist für die Entwicklung neuer Materialien interessant und auch einsetzbar, um industrielle Prozesse besser zu kontrollieren.
- Photovoltaik-Reallabor knackt die Marke von 100 MegawattstundenVor rund drei Jahren ging das Reallabor am HZB in Betrieb. Seitdem liefert die Photovoltaik-Fassade Strom aus Sonnenlicht. Am 27. September 2024 wurde die Marke von 100 Megawattstunden erreicht.
- SpinMagIC: EPR auf einem Chip sichert Qualität von Olivenöl und BierBevor Lebensmittel verderben bilden sich meist bestimmte reaktionsfreudige Moleküle, sogenannte freie Radikale. Bisher war der Nachweis dieser Moleküle für Lebensmittelunternehmen sehr kostspielig. Ein Team aus HZB und Universität Stuttgart hat nun einen tragbaren und kostengünstigen „EPR-on-a-Chip“-Sensor entwickelt, der freie Radikale auch in geringsten Konzentrationen nachweisen kann. Nun bereitet das Team die Gründung eines Spin-off-Unternehmens vor, gefördert durch das EXIST-Forschungstransferprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz. Der EPRoC-Sensor soll zunächst bei der Herstellung von Olivenöl und Bier eingesetzt werden, um die Qualität dieser Produkte zu sichern.
- Internationale Expertise zur Augentumortherapie mit Protonenstrahlung erschienenEin Team aus führenden Expertinnen und Experten aus Medizinphysik, Physik und Strahlentherapie, zu dem auch die HZB-Physikerin Prof. Andrea Denker und der Charité-Medizinphysiker Dr. Jens Heufelder gehören, hat einen Übersichtsartikel zur Protonentherapie von Augentumoren veröffentlicht. Der Beitrag ist im Red Journal, einem der renommiertesten Fachjournale in diesem Bereich erschienen. Er stellt die Besonderheiten dieser Therapieform am Auge vor, erläutert den Stand der Technik und aktuelle Forschungsschwerpunkte, gibt Empfehlungen zur Durchführung der Bestrahlungen und einen Ausblick auf künftige Entwicklungen.
- Grüner Wasserstoff mit direkter Meerwasser-Elektrolyse – Expert*innen warnen vor einem HypeDer Plan klingt bestechend: Neuartige Elektrolyseure sollen aus ungereinigtem Meerwasser mit Strom aus Sonne oder Wind direkt Wasserstoff erzeugen. Doch bei näherer Betrachtung zeigt sich, dass solche DSE-Elektrolyseure (DSE = Direct Seawater Electrolyzers) noch Jahre anspruchsvoller Forschung erfordern. Dabei sind neuartige Elektrolyseure gar nicht nötig, um Meerwasser für die Produktion von Wasserstoff zu verwenden – eine Entsalzung reicht aus, um Meerwasser für konventionelle Elektrolyseure aufzubereiten. In einem Kommentar im Fachjournal Joule vergleichen internationale Expert*innen Kosten und Nutzen der unterschiedlichen Ansätze und kommen zu einer klaren Empfehlung.
- Chilenischer Präsident zu Besuch am Helmholtz-Zentrum BerlinMit einer 50-köpfigen Delegation besuchte der chilenische Staatspräsident Gabriel Boric Font am 11. Juni das HZB. Zu den großen Momenten des Abends zählten die Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding zwischen der chilenischen „Gesellschaft für Produktionsförderung“ CORFO und dem HZB sowie der Besuch der Röntgenquelle BESSY II.
- Gefriergussverfahren – Eine Anleitung für komplex strukturierte MaterialienGefriergussverfahren sind ein kostengünstiger Weg, um hochporöse Materialien mit hierarchischer Architektur, gerichteter Porosität und multifunktionalen inneren Oberflächen herzustellen. Gefriergegossene Materialien eignen sich für viele Anwendungen, von der Medizin bis zur Umwelt- und Energietechnik. Ein Beitrag im Fachjournal „Nature Reviews Methods Primer“ vermittelt nun eine Anleitung zu Gefriergussverfahren, zeigt einen Überblick, was gefriergegossene Werkstoffe heute leisten, und skizziert neue Einsatzbereiche. Ein besonderer Fokus liegt auf der Analyse dieser Materialien mit Tomoskopie.
- Einfachere Herstellung von anorganischen Perowskit-Solarzellen bringt VorteileAnorganische Perowskit-Solarzellen aus CsPbI3 sind langzeitstabil und erreichen gute Wirkungsgrade. Ein Team um Prof. Antonio Abate hat nun an BESSY II Oberflächen und Grenzflächen von CsPbI3 -Schichten analysiert, die unter unterschiedlichen Bedingungen produziert wurden. Die Ergebnisse belegen, dass das Ausglühen in Umgebungsluft die optoelektronischen Eigenschaften des Halbleiterfilms nicht negativ beeinflusst, sondern sogar zu weniger Defekten führt. Dies könnte die Massenanfertigung von anorganischen Perowskit-Solarzellen weiter vereinfachen.
- BESSY II: Wie das gepulste Laden die Lebensdauer von Batterien verlängertEin verbessertes Ladeprotokoll könnte die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien deutlich verlängern. Das Laden mit hochfrequentem gepulstem Strom verringert Alterungseffekte. Dies zeigte ein internationales Team unter der Leitung von Philipp Adelhelm (HZB und Humboldt-Universität) in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Berlin und der Aalborg University in Dänemark. Besonders aufschlussreich waren Experimente an der Röntgenquelle BESSY II.
- 14 Parameter auf einen Streich: Neues Instrument für die OptoelektronikEin HZB-Physiker hat eine neue Methode entwickelt, um Halbleiter durch einen einzigen Messprozess umfassend zu charakterisieren. Der „Constant Light-Induced Magneto-Transport (CLIMAT)“ basiert auf dem Hall-Effekt und ermöglicht es, 14 verschiedene Parameter von negativen wie positiven Ladungsträgern zu erfassen. An zwölf unterschiedlichen Halbleitermaterialien demonstrierte nun ein großes Team die Tauglichkeit dieser neuen Methode, die sehr viel Arbeit spart.
- Fokussierte Ionenstrahlen: Ein Werkzeug für viele ZweckeMaterialien auf der Nanoskala bearbeiten, Prototypen für die Mikroelektronik fertigen oder biologische Proben analysieren: Die Bandbreite für den Einsatz von fein fokussierten Ionenstrahlen ist riesig. Einen Überblick über die vielfältigen Möglichkeiten und eine Roadmap für die Zukunft haben Expert*innen aus der EU-Kooperation FIT4NANO nun gemeinsam erarbeitet. Der Beitrag ist in Applied Physics Review publiziert und richtet sich an Studierende, Anwender*innen aus Industrie und Wissenschaft sowie die Forschungspolitik.
- HZB-Highlights 2022 erschienenDie Highlights 2022 berichten über eine Auswahl der wichtigsten Forschungserfolge und Ereignisse am HZB.
- Mehr Schwung beim PET-Recycling durch höhere Standards für LaborexperimenteViele Enzyme versprechen, Kunststoff abzubauen. Doch was im Laborexperiment funktioniert, versagt dann oft doch im großen Maßstab. Nun hat der Biochemiker Gert Weber, HZB, gemeinsam mit Uwe Bornscheuer, Uni Greifswald, und dem Chief Scientific Officer Alain Marty von Carbios eine Studie publiziert. Sie zeigt am Beispiel von vier Enzymen, welche Standards Laborexperimente erfüllen sollten, damit Ergebnisse besser vergleichbar sind und erfolgsversprechende Ansätze rascher identifiziert werden können.
- Green Deal Ukraina: Energie- und Klimaagenda für die Ukraine auf dem Weg in die EUDie erste hochrangige Veranstaltung im Rahmen des Projekts Green Deal Ukraina (GDU) fand im Oktober in Kiew, Ukraine mit mehr als 150 Teilnehmenden statt. Diese erste Zusammenkunft und der offizielle Start kommen zu einem wichtigen Zeitpunkt: Die EU wird einen neuen Bericht über die Fortschritte der Länder auf dem Weg in die EU vorlegen, und die Ukraine wird darauf mit einer eigenen Analyse, dem so genannten "Pre-Screening", reagieren.
- Grüner Wasserstoff: Ko-Produktion von wertvollen Chemikalien steigert die WirtschaftlichkeitDass es funktioniert, ist klar: Schon heute gibt es verschiedene Ansätze, um Solarenergie für die Elektrolyse von Wasser zu nutzen und Wasserstoff zu produzieren. Leider ist dieser grüne Wasserstoff bislang teurer als grauer Wasserstoff aus Erdgas. Doch grüner Wasserstoff hergestellt durch Sonnenlicht kann profitabel werden, zeigt eine Studie aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Technischen Universität Berlin.
- Technologietransfer-Preis: Tandem-Solarzellen näher an die industrielle Pilotproduktion gebrachtTandem-Solarzellen erzielen hohe Wirkungsgrade: Durch die Kombination von zwei verschiedenen Solarzellen-Typen wird mehr Sonnenlicht in Strom umgewandelt. Gemeinsam mit dem PV-Hersteller Qcells entwickelte ein HZB-Team um Dr. Kári Sveinbjörnsson und Bor Li die Technologie so weiter, dass Qcells in den Aufbau einer Pilotlinie für die Entwicklung von Tandem-Zellen in Sachsen-Anhalt investiert hat. Für diesen gelungenen Transfer in die industrielle Anwendung erhielten beide Forschende am 4.10.2023 den mit 5.000 Euro dotierten Technologie-Transferpreis des Helmholtz-Zentrum Berlin.
- Rekord-Tandemsolarzelle jetzt mit genauer wissenschaftlicher AnleitungDie weltbesten Tandemsolarzellen aus einer Silizium-Unterzelle und einer Perowskit-Topzelle können heute ca. ein Drittel der einfallenden Sonnenstrahlung in elektrische Energie umwandeln. Das sind Rekordwerte, insbesondere für eine potentiell sehr preisgünstige Technologie. Ein Team am HZB liefert nun erstmals die wissenschaftlichen Daten und beschreibt in der renommierten Fachzeitschrift Science, wie diese Entwicklung gelungen ist.
- Green Deal Ukraina: HZB startet Energie- & Klima-ProjektZiel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts, Green Deal Ukraina, ist es, in der Hauptstadt Kyiv gemeinsam mit Partnereinrichtungen in der Ukraine und in Polen einen Energie- und Klima-Think Tank aufzubauen. Dieser soll unabhängig und faktenbasiert beim Wiederaufbau eines nachhaltigen Energiesystems in der Ukraine beraten. Nicht zuletzt ist die Umsetzung der Energie- und Klimagesetzgebung Voraussetzung für den EU-Beitritt der Ukraine. Das Projekt startete am 1. Juni 2023 und erstreckt sich über vier Jahre.
- Girls on Tour bei der Langen Nacht: Sei dabei!Du bist Schülerin der 10. bis 13. Klasse und interessierst Dich für Mathematik und Naturwissenschaften? Dann sichere Dir Dein kostenfreies VIP-Ticket für eine Tour mit spannenden Experimenten und Einblicken während der Langen Nacht der Wissenschaften! Lerne Wissenschaftlerinnen kennen, die mit Leidenschaft daran forschen, unsere Welt besser zu machen! 17.06. , ab 17.30 Uhr, Forschungscampus Adlershof
- Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung für Dr. Jie WeiIm April hat Dr. Jie Wei seine Forschungsarbeit in der Helmholtz-Nachwuchsgruppe "Nanoskalige Operando CO2 Photo-Elektrokatalyse" am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und Fritz-Haber-Institut (FHI) der Max-Planck-Gesellschaft aufgenommen. Wei erhielt eines der hochkompetitiven Humboldt-Postdoktorandenstipendien und wird sein zweijähriges Projekt unter der Leitung der wissenschaftlichen Gastgeber Dr. Christopher Kley und Prof. Dr. Beatriz Roldan Cuenya durchführen.
- Bauwerkintegrierte Photovoltaik: HZB bei den Berliner Energietagen am 23.05.In diesem Jahr fokussiert die Veranstaltung des Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie die Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV). Dabei betrachten wir das Material, die Technologie, den Baustoff sowie Entwurfsparameter und den Bauablauf. Begleitet wird die Veranstaltung von Materialproben und Vorträgen.
- Besuch aus Tschechien zum Thema AusbildungEnde März besuchte eine tschechische Delegation das HZB am Standort Wannsee. Auf dem Programm: Besuch der Ausbildungswerkstatt sowie Gespräche zum Thema duale Ausbildung und Upskilling.
- "Wir befinden uns gerade in einer entscheidenden Phase für die Photovoltaik"Der HZB-Forscher Rutger Schlatmann ist zum neuen Vorsitzenden der Plattform ETIP-PV gewählt worden, in der Vertreter*innen aus Wissenschaft, Industrie und Politik aus ganz Europa organisiert sind. Ein Gespräch über den aktuellen Boom – und darüber, warum in Sachen Photovoltaik der Zug für die EU noch nicht abgefahren ist.
- Schnelle und flexible Solarenergie aus dem DruckerLeichter, flexibler und anpassbar - die Innovationsplattform Solar TAP entwickelt innovative Lösungen für Photovoltaik-Anwendungen. Ziel ist es, bereits genutzte Flächen in Landwirtschaft, Gebäudesektor und Verkehr zusätzlich für den Ausbau der Solarenergie mit Solarzellen aus dem Drucker nutzbar zu machen.
- HZB erhält Fördermittel, um Innovationen rascher nutzbar zu machenDie Helmholtz-Gemeinschaft hat drei neue Innovationsplattformen ausgewählt, die nun gefördert werden. An zweien davon ist das HZB beteiligt: Die Innovationsplattform zu Beschleunigertechnologien HI-ACTS soll moderne Beschleuniger für vielfältige Anwendungen öffnen, während die Innovationsplattform Solar TAP neue Ideen aus den Laboren der Photovoltaikforschung rascher in die Anwendung bringen soll. Insgesamt erhält das HZB aus Mitteln des Pakts für Forschung und Innovation in den kommenden drei Jahren 4,2 Millionen Euro an Zuwendungen.
- Perowskitsolarzellen durch Schlitzdüsenbeschichtung – ein Schritt zur industriellen ProduktionSolarzellen aus Metallhalogenid-Perowskiten erreichen hohe Wirkungsgrade und lassen sich mit wenig Energieaufwand aus flüssigen Tinten produzieren. Solche Verfahren untersucht ein Team um Prof. Dr. Eva Unger am Helmholtz-Zentrum Berlin. An der Röntgenquelle BESSY II hat die Gruppe nun gezeigt, wie wichtig die Zusammensetzung von Vorläufertinten für die Erzeugung qualitativ-hochwertiger FAPbI3-Perowskit-Dünnschichten ist. Die mit den besten Tinten hergestellten Solarzellen wurden ein Jahr im Außeneinsatz getestet und auf Minimodulgröße skaliert.
- Elektrokatalyse unter dem RasterkraftmikroskopEine Weiterentwicklung der Rasterkraftmikroskopie macht es nun möglich, das Höhenprofil nanometerfeiner Strukturen sowie den elektrischen Strom und die Reibungskraft an fest-flüssig Grenzflächen zeitgleich abzubilden. Damit gelang es einem Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) sowie am Fritz-Haber-Institut (FHI) der Max-Planck-Gesellschaft, elektrokatalytisch aktive Materialien zu analysieren und Einblicke zu gewinnen, die für die Katalysatoroptimierung hilfreich sind. Die Methode eignet sich darüber hinaus auch, um Prozesse an Batterieelektroden, bei der Photokatalyse oder an aktiven Biomaterialien zu untersuchen.
- Maria Skłodowska-Curie-Postdoc-Stipendium für Artem MusiienkoDr. Artem Musiienko hat ein renommiertes Maria Skłodowska-Curie-Postdoktorandenstipendium erhalten. Er wird damit am HZB in der Gruppe von Prof. Antonio Abate sein Projekt HyPerGreen vorantreiben, mit dem er die Effizienz von bleifreien Perowskit-Solarzellen auf über 20 % steigern will.
- Stabilität von Perowskit-Solarzellen erreicht den nächsten MeilensteinPerowskit-Halbleiter versprechen hocheffiziente und preisgünstige Solarzellen. Allerdings reagiert das halborganische Material sehr empfindlich auf Temperaturunterschiede, was im normalen Außeneinsatz rasch zu Ermüdungsschäden führen kann. Gibt man jedoch eine dipolare Polymerverbindung zur Vorläuferlösung des Perowskits hinzu, verbessert sich die Stabilität enorm. Dies zeigt nun ein internationales Team unter der Leitung von Antonio Abate, HZB, im Fachjournal Science. Die so hergestellten Solarzellen erreichen Wirkungsgrade von deutlich über 24 Prozent, die selbst bei dramatischen Temperaturschwankungen zwischen -60 und +80 Grad Celsius über hundert Zyklen kaum sinken. Das entspricht etwa einem Jahr im Außeneinsatz.
- KI-gestützte Software schafft Durchblick bei komplexen DatenExperimentelle Daten sind oft nicht nur hochdimensional, sondern auch verrauscht und voller Artefakte. Das erschwert es, die Daten zu interpretieren. Nun hat ein Team am HZB eine Software konzipiert, die mit Hilfe von selbstlernenden neuronalen Netzwerken die Daten smart komprimiert und im nächsten Schritt eine rauscharme Version rekonstruieren kann. Das ermöglicht Einblicke in Zusammenhänge, die sonst nicht erkennbar wären. Die Software wurde jetzt erfolgreich für die Photonendiagnostik beim Freien Elektronenlaser FLASH bei DESY eingesetzt. Sie eignet sich jedoch für ganz unterschiedliche Anwendungen in der Wissenschaft.
- Wieder Weltrekord am HZB: Tandemsolarzelle schafft 32,5 Prozent WirkungsgradDer aktuelle Weltrekord von Tandemsolarzellen aus einer Silizium-Unterzelle und einer Perowskit-Topzelle liegt wieder beim HZB. Die neue Tandemsolarzelle wandelt 32,5% der einfallenden Sonnenstrahlung in elektrische Energie um. Das Zertifizier-Institut European Solar Test Installation (ESTI) in Italien hat die Tandemzelle vermessen und diesen Wert offiziell bestätigt. Außerdem wurde der Wert in die NREL-Übersicht zu Solarzelltechnologien eingetragen, die vom National Renewable Energy Lab, USA, gepflegt wird.
- Perowskit/Silizium-Tandemzellen auf dem Weg in die MassenproduktionUm Tandem-Solarzellen vom Labormaßstab in die Produktion zu überführen kooperiert das HZB mit dem Solarmodulhersteller Meyer Burger, der große Expertise in der Heterojunction-Technologie (HJT) für Silizium-Module besitzt. Im Rahmen dieser Kooperation sollen serienreife Silizium-Bottom-Zellen auf Basis der Heterojunction-Technologie mit einer Top-Zelle auf Basis der Perowskit-Technologie kombiniert werden.
- Europäische Pilotlinie für innovative Tandem-SolarzellenPEPPERONI ist ein vierjähriges Forschungs- und Innovationsprojekt, das im Rahmen von Horizon Europe kofinanziert und gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum Berlin und Qcells koordiniert wird. Das Projekt wird dazu beitragen, die Markteinführung und Massenproduktion von Perowskit/Silizium-Tandem-Photovoltaik-Technologien voranzubringen.
- Photokatalyse: Prozesse bei der Ladungstrennung experimentell erfasstBestimmte Metalloxide gelten als gute Kandidaten für Photokatalysatoren, um mit Sonnenlicht grünen Wasserstoff zu produzieren. Ein chinesisches Team hat nun in Nature spannende Ergebnisse zu Kupfer(I)oxid-Partikeln veröffentlicht, zu denen eine am HZB entwickelte Methode erheblich beigetragen hat. Die transiente Oberflächen-Photospannungs-Spektroskopie zeigte, dass positive Ladungsträger an Oberflächen im Laufe von Mikrosekunden durch Defekte eingefangen werden. Die Ergebnisse geben Hinweise, um die Effizienz von Photokatalysatoren zu steigern.
- Die Superkombi: Perowskit trifft PerowskitTandem-Solarzellen, die zwei verschiedene Perowskit-Halbleiter kombinieren, versprechen hohe Wirkungsgrade und lassen sich mit sehr geringem Energieaufwand herstellen. Solche Module könnten sogar biegsam sein. Zusammen mit Partnern aus Industrie und Forschung arbeitet Prof. Dr. Steve Albrecht am HZB daran, diese Vision zu realisieren. Seinem Team ist es kürzlich gelungen, eine Vollperowskit-Tandemsolarzelle mit einem zertifizierten Wirkungsgrad von 27.2 % herzustellen. Ein Gespräch über die Chancen und die Herausforderungen der Perowskit-Perowskit-Technologien.
- Tandemsolarzellen mit Perowskit: Nanostrukturen helfen mehrfachEnde 2021 hatten drei Teams am HZB Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen mit einem Wirkungsgrad von knapp 30 Prozent vorgestellt. Dieser Wert hielt acht Monate lang den Weltrekord, eine sehr lange Zeit für dieses heiß umkämpfte Forschungsfeld. In der renommierten Fachzeitschrift Nature Nanotechnology beschreiben die Beteiligten nun, wie sie mit nanooptischen Strukturierungen und Reflexionsbeschichtungen diesen Rekordwert erreicht haben.
- „Der Markt wird dieses Thema anschieben“ - Interview zur Rolle von synthetischem Kerosin für die LuftfahrtIm Forschungs-Konsortium CARE-O-SENE arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Wegen, synthetisches Kerosin für die Luftfahrt effizient herzustellen. Ein Gespräch mit Tobias Sontheimer vom HZB und Dirk Schär vom ebenfalls beteiligten Konzern Sasol über die nötigen Verfahren, die Hindernisse – und darüber, wie sich der Luftverkehr dekarbonisieren lässt.
- Nachhaltiges Kerosin: 40 Mio. Euro-Forschungsprojekt CARE-O-SENE wird gefördertDas internationale Forschungsprojekt CARE-O-SENE (Catalyst Research for Sustainable Kerosene) hat vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Förderbescheide in Höhe von 30 Mio. Euro erhalten. Zusätzlich steuern die industriellen Konsortiumspartner 10 Millionen Euro bei. Ziel des Projektes ist es, neuartige Fischer-Tropsch-Katalysatoren zu entwickeln und damit die Produktion von nachhaltigem Kerosin im industriellen Maßstab zu optimieren. Auch das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ist daran beteiligt.
- Prof. Rutger Schlatmann ist Vorstand der Europäischen Photovoltaik-PlattformRutger Schlatmann ist Solar-Experte aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und Professor an der Hochschule für Technik und Wirtschaft. Am HZB leitet er das Kompetenzzentrum für Photovoltaik, das Solarforschung und Industrie erfolgreich zusammenbringt. Nun ist der Experte als Vorsitzender der Europäischen Technologie- und Innovationsplattform für Photovoltaik (ETIP PV) gewählt worden. Sie berät unabhängig zu Fragen der Energiepolitik und zum Ausbau der Photovoltaik in Europa.
- Für eine starke außeruniversitäre Forschung in BerlinDie außeruniversitären Forschungseinrichtungen in Berlin arbeiten in Zukunft noch enger zusammen. Ihr 2020 gegründeter Verbund Berlin Research 50 (BR50) hat sich am 04.10.2022 zu einem eingetragenen und gemeinnützigen Verein zusammengeschlossen. Gemeinsam wollen die Mitglieder den Wissenschaftsraum Berlin weiterentwickeln und stärken.
- Podcast | Der Klimawandel und die Stadt: Mehr Grün oder mehr Photovoltaik?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. - Grüner Wasserstoff: Nanostrukturiertes Nickelsilizid glänzt als KatalysatorElektrische 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.
- Neue Nachwuchsgruppe zur Elektrokatalyse am HZBDr. 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.
- Umweltauswirkungen von Perowskit-Silizium-PV-Modulen geringer als bei Silizium alleinEine 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.
- Stellvertretender Premierminister von Singapur besucht das HZBAm 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.
- Internationales Konsortium will die Dekarbonisierung der Luftfahrt vorantreibenJOHANNESBURG, 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.
- Hochrangige Delegation aus Brasilien zu Besuch am HZBDas 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.
- Royaler Besuch aus Schweden am HZB
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.
- Dr. Amran Al-Ashouri: Doppel für die EnergiewendeDer 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.
- Wissenstransfer: Beratungsstelle BAIP wird feste Einrichtung am HZBDie 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.
- Vom Labor in die Fabrik: Tandemsolarzelle mit RekordwirkungsgradQ 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.
- Standard-Silizium-Solarzellen erstmals mit Perowskit zu Tandem kombiniertDie 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.
- Lithium-Schwefel-Akkus: Erste multimodale Analyse im PouchzellenformatLithium-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.
- Amran Al-Ashouri gewinnt den Dissertationspreis Adlershof 2021
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.
- Innovative Katalysatoren: Ein ÜberblicksbeitragGrüner 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.
- Humboldt-Universität zu Berlin beruft Eva Unger auf ProfessurAnfang 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.
- Eine Sonnenuhr der anderen ArtEine 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.
- Ein elektronischer Regenbogen: Perowskit-Spektrometer mit TintenstrahldruckerMit 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.
- Ein Wiki für die Perowskit-SolarzellenforschungAus 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.
- Weltrekord wieder beim HZB: Fast 30 % Wirkungsgrad bei Tandemsolarzellen der nächsten GenerationDrei 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.
- Deutschland auf dem Weg zu Netto Null: Der Web-Atlas erklärt die OptionenWelche 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.
- Antonio Abate wird Professor an der Universität BielefeldDr. 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.
- Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg beruft Olga KasianDr. 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.
- Perowskit-Solarzellen: Defekte fangen Ladungsträger ein - und geben sie wieder freiEin 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.
- Uhr versorgt sich mit Strom aus Sonne: HZB-Technologietransferpreis 2021Auf 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.
- Neuer Weltrekord in der Materialforschung – Röntgenmikroskopie mit 1000 Tomogrammen pro SekundeTomoskopie 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.
- HZB nutzt Strom produzierende Hauswand als Real-LaborIm 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.
- Perowskit-Solarzellen: Was geschieht an SAM-Passivierungsschichten?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.
- Mehr als nur "Fassade": Nachhaltige Energieversorgung durch SolarfassadenEin Beitrag über die nachhaltige Energieversorgung durch Solarfassaden
- Bleifreie Perowskit-Solarzellen – Wie Fluor-Additive die Qualität verbessernZinnhalogenid-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.
- VIPERLAB: EU-Projekt soll Perowskit-Solarindustrie in Europa beflügelnPerowskit-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.
- CatLab - Startschuss für eine neue Katalysator-GenerationGemeinsame 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.
- Perowskit-Solarzellen: Einsichten in die Frühstadien der Strukturbildung
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.
- Solarzellen: Verluste auf der Nanoskala sichtbar gemachtSolarzellen 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.
- Instrument an BESSY II zeigt, wie Licht MoS2-Dünnschichten katalytisch aktiviertDünnschichten 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.
- Beschleunigerphysik: Experiment zeigt neue Optionen für Synchrotronlicht-Quellen aufEin 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.
- Wie das Salz in der Suppe: Die perfekte Mischung für effiziente Perowskit-SolarzellenSolarzellen, 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.
- HZB und Humboldt-Universität vereinbaren den Aufbau eines Katalyse-LaborsDas 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.
- Perowskit/Silizium Tandemsolarzellen an der Schwelle zu 30 % WirkungsgradIn 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.
- Architekturwettbewerb für neues Katalyse-Zentrum entschiedenIn 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.
- CatLab - Leuchtturm für die Wasserstoff-ForschungIn 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.
- Perowskit-Solarzellen: Auf dem Weg zum gezielten Design von Tinten für die industrielle FertigungFür 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.
- Solarenergie: Cäsium-basierte anorganische Halogenid-Perowskite kartiertForscherinnen und Forscher am HZB haben verschiedene Zusammensetzungen von Cäsium-basierten Halogenidperowskiten (CsPb(BrxI1-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.
- HZB & IKZ bündeln ihre Kompetenzen bei kristallinen Energie- und QuantenmaterialienAm 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.
- Solarfassade am HZB im PraxistestIn 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.
- HZB und TU Berlin: Neue gemeinsame Forschungsgruppe an BESSY IIBirgit 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.
- Silizium-Perowskit-Tandemsolarzellen: Neue Anlagen ebnen den Weg zu einer industrienahen Produktion
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.
- „Upconversion“ von Photonen bei schwacher Lichtintensität – der Schlüssel zu neuen Anwendungen in Energie- und BiotechnikDurch 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.
- Forscherteam liefert konkreten Ansatzpunkt, um die Leistung von CIGS-Solarzellen zu verbessernEin 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.
- Die besten Elektrolyseur-Photovoltaik-Kombinationen, demonstriert in TestfeldernEine 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.
- Seminar für Architekt*innen Bauwerkintegrierte Photovoltaik: Architektur – Gestaltung und AusführungIm 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
- Mit neuem kompakten Messgerät opto-elektronische Bauteile optimieren
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.
- Perowskit-LED aus dem Drucker – auf dem Weg zu einem neuen Standard für die ElektronikEinem 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.
- Auf dem Weg zu bleifreien und stabilen Perowskit-SolarzellenDie 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.
- Im Portrait: Der Sportler im Laborkittel
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.
- Tandemsolarzellen-Weltrekorde: Neuer Zweig im NREL-ChartEigens 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.
- 20 Prozent mehr Patienten erhielten 2019 eine Protonentherapie
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.
- Doktorand erhält Erhard-Höpfner-Studienpreis
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.
- Dünnschichtsolarzellen aus CIGSe: EU-Projekt Sharc25 steigert WirkungsgradeDünnschichtsolarzellen 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.
- Perowskit-Solarzellen: Internationaler Konsens über Alterungs-MessprotokolleExpertinnen 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.
- Rekord: Wirkungsgrad von Perowskit-Tandemsolarzelle springt auf 29,15 ProzentIm 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.
- Einladung: Klimawandel – vom Wissen zum HandelnDer 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.
- Berliner Wissenschaftspreis: Nachwuchspreis für Steve AlbrechtAm 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.
- Mit bauwerkintegrierter Photovoltaik die Klimaziele erreichenBis 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.
- HZB vergibt Preis für TechnologietransferAm 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.
- Helmholtz-Gemeinschaft fördert Kooperation zwischen HZB und Slowenien zu Perowskit-Silizium-Tandem-SolarzellenEin 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.
- Neuer Probenhalter für die ProteinkristallographieEin 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.
- Weltrekord für Perowskit-CIGS-Tandem-SolarzelleEin 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 HZB stärkt den TechnologietransferDas 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.
- IM FOKUS: Mehr Licht in Solarzellen einfangenChristiane 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.
- Steve Albrecht gewinnt den Karl-Scheel-Preis 2019Mit 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.
- 1. Platz für „Glühenden Siliziumsee“ beim HZB-Fotowettbewerb zur Langen Nacht der WissenschaftenMehr 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.
- Photovoltaik wächst rasanter als erwartet im globalen EnergiesystemDramatische 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.
- Entwicklung eines miniaturisierten EPR-SpektrometersMehrere 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.
- CIGS-Dünnschicht-Photovoltaik ist eine Schlüsseltechnologie für die globale EnergiewendeEin 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.
- Klimaneutrale Stadt: Unabhängige Beratungsstelle für bauwerkintegrierte PhotovoltaikDas 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.
- Neutronenforschung hilft bei der Entwicklung von zerstörungsfreien PrüfverfahrenMaterialermüdung 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.
- Delegation aus Jordanien zu Besuch am HZBDas 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.
- HZB baut Undulator für SESAME in JordanienDas 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.
- Neutronen tasten Magnetfelder im Innern von Proben abMit 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.
- Patentierte Nanostruktur für Solarzellen: Raue Optik, glatte OberflächeKristalline 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.
- Perowskit-Tandemsolarzellen in die Großserienfertigung bringen: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie bewilligt 2,8 Millionen EuroDas 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.
- Solarzellen und organische LEDs druckenHumboldt-Universität zu Berlin und Helmholtz-Zentrum Berlin gründen gemeinsames Labor und Forschergruppe „Generative Fertigungsprozesse für Hybride Bauelemente“.
- Weltrekord: Schnellste 3D-Tomographien an BESSY IIEin 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.
- Wissenstransfer: Neues Standardwerk zu Energietechnologien in DeutschlandVertreter 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.
- HZB-Expertin bei Leibniz-Plattform GraFOx eingebundenDie 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“.
- Silizium-Heterojunction-Solarzelle erzielt 23,1 Prozent WirkungsgradForschende 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.
- Wirkungsgrad von 25,2 % für Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzelle zertifiziertEine 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 CompanyTM entwickelt. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat den Wirkungsgrad zertifiziert.
- Allianz Bauwerkintegrierte Photovoltaik wählt Björn Rau in den VorstandDie Mitgliederversammlung der Allianz Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) hat den Physiker und Photovoltaik-Experten Dr. Björn Rau, Helmholtz-Zentrum Berlin, einstimmig in den Vorstand gewählt.
- HZB-Experten stellen Kooperationsmöglichkeiten auf der Intersolar Europe in München vorDie 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.
- "Tandemtechnologie" - Wie die Produktion von Solarzellen nach Europa zurückkehren könnteDer 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.
- Sommerschule Quantsol: Ab sofort sind Anmeldungen möglichAngehende 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.
- Solarenergie, nicht nur vom HausdachAuf 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.
- Oxford PV und HZB verstärken Zusammenarbeit, um Perowskit-Solarzellen zur Marktreife zu bringenOxford PVTM – The Perovskite CompanyTM, 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.
- Auszeichnung und gesellschaftliches Engagement zugleich: Prof. Dr. Bernd Rech ist neues Mitglied von acatechDie „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.
- Fortschritte bei Solartechnologien – von der Forschung in die AnwendungEU-Verbundprojekt präsentiert Ergebnisse: Hohe Wirkungsgrade mit weniger Materialeinsatz
- Neues Forschungsprojekt mit AVANCIS optimiert CIGS-Dünnschichtsolarmodule im AußeneinsatzDas 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.
- Miniaturisiertes Spektrometer gewinnt ersten Preis auf internationaler FachtagungEin 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.
- Großes Interesse am HySPRINT-Industrietag: Gemeinsam Perowskit-Solarzellen voranbringen70 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.
- Einladung zum HySPRINT – Industrietag „New Frontiers in PV Research: Emerging Perovskite Semiconductors"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.
- Intersolar Europe in München: HZB-Forschung trifft SolarwirtschaftDas 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.
- Bessere Kathodenmaterialien für Lithium-Schwefel-AkkusEin 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.
- Neue Nachwuchsgruppe am HZB will Perowskit-Solarzellen skalierenDr. Eva Unger leitet eine neue Nachwuchsgruppe Hy-Per-FORME am HZB. Sie will Herstellungsverfahren entwickeln, um Halbleiterschichten aus Perowskit auch auf größeren Flächen abzuscheiden. Ziel sind großflächige hybride Tandem-Solarmodule, die Perowskit- mit Silizium-Schichten kombinieren. Damit leistet sie auch einen Beitrag zum Technologietransfer.
- Solare Wasserstofferzeugung: EU-Projekt PECSYS strebt technologischen Durchbruch anEntwicklung von Vorführsystemen mit bis zu zehn Quadratmetern Fläche
- Transparente Photovoltaik-Schichten liefern Strom für DisplaysSunpartner Technologies und Helmholtz-Zentrum Berlin unterzeichnen Lizenzvereinbarung
- 7,4 Millionen Euro aus dem EFRE-Fonds: HZB baut neues Anwendungslabor für die Entwicklung supraleitender Beschleunigerkomponenten aufDas Helmholtz-Zentrum Berlin erhält 7,4 Millionen Euro aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE). Mit dem Geld wird das Anwendungslabor „SupraLab@HZB“ zur Weiterentwicklung von supraleitenden Hochstrom-Kavitäten aufgebaut. Solche Komponenten werden für den Betrieb von neuartigen, leistungsfähigen Synchrotronquellen der nächsten Generation benötigt. Das Labor wird auch komplexe Testvorrichtungen für supraleitende Komponenten bereitstellen, die Unternehmen und Forschungsinstitute der Region nutzen können.
- Forschen für die Energiewende: EMIL@BESSY II startklar für das Kopernikus Projekt „Power-to-X“Das Speichern von Überschussstrom aus Solar- und Windenergie zählt zu den großen Herausforderungen der Energiewende. Daher hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Kopernikus-Projekt „Power-to-X“ (P2X) aufgesetzt, um Forschungsprojekte zur Umwandlung von elektrischer Energie aus Sonne und Wind in chemische Grundstoffe, gasförmige Energieträger und Kraftstoffe voran zu bringen. An dem Forschungsvorhaben beteiligt sich auch das Helmholtz-Zentrum Berlin. Mit dem jetzt eröffneten Laborkomplex EMIL@BESSY II stehen einzigartige Synthese- und Analytiktools mit direktem Zugang zum Röntgenlicht von BESSY II zur Verfügung. Insgesamt sind 17 Forschungseinrichtungen, 26 Industrieunternehmen sowie drei zivilgesellschaftliche Organisationen eingebunden. In der ersten Entwicklungsphase fördert das BMBF das Projekt mit 30 Millionen Euro.
- Die Herstellung von CIGS-Solarzellen beschleunigenBundeswirtschaftsministerium fördert Projekt speedCIGS mit 4,7 Millionen Euro
- Helmholtz Innovation Labs: Neues Förderinstrument der Helmholtz-GemeinschaftDas Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) erhält eine von sieben Projektförderungen und stärkt damit den Technologietransfer im Themenfeld Energiematerialien
- HZB erhält Fördermittel, um den Herstellungsprozess für CIGS-Solarzellen zu optimierenDas Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat ein großes Projekt eingeworben, um mit Partnern aus Deutschland und den Niederlanden den Herstellungsprozess für CIGS-Dünnschichtsolarzellen weiter zu optimieren. Der vakuumfreie Prozess kommt ohne giftige Gase aus und wird günstiger. Das Projekt läuft unter dem Akronym ACCESS-CIGS, das für „Atmospheric Cost Competitive Elemental Sulpho-Selenisation for CIGS” steht.
- Wettlauf der Solarstrom-Technologien: Dünnschicht-Photovoltaik holt aufZSW und HZB legen aktuelle Daten vor – neue Chancen für die EU-Solarindustrie
- Drei Tage für den Austausch: Nutzertreffen am HZBVom 9. bis 10. Dezember finden Vorträge und Postersessions rund um Forschung mit Synchrotron-Strahlung im WISTA-Zentrum, Berlin-Adlershof statt. Am 11. Dezember HZB-Standort tagt der Neutron-Day am HZB-Standort Wannssee. Der Freundeskreis Helmholtz-Zentrum Berlin e.V. vergibt am Donnerstag den Innovation Award und den Ernst-Eckart-Koch Preis. Öffentliche Höhepunkte sind der Science Slam am Mittwochabend um 18:30 und der Vortrag von David Cahen am Donnerstag um 17:00 über die Rolle von Wissenschaft als Stimme in der Gesellschaft mit dem Titel: “Science: Bridge over troubled water".
- Helmholtz-Zentrum Berlin erfolgreich auf internationaler Photovoltaik-Konferenz in HamburgVom 14. bis 18. September trafen sich mehr als 2.500 Photovoltaik-Experten aus aller Welt auf der 31. EU PVSEC in Hamburg, um die neusten Forschungsergebnisse zu diskutieren. Das HZB war mit Vorträgen, Postern und einem eigenem Stand auf der Konferenz und Ausstellung präsent. Eine gemeinsame Publikation des Photovoltaik-Kompetenzzentrum (PVcomB)
- Große Wachstumschancen für CIGS-SolarzellenCIGS-Solarzellen Workshop gibt Grund zu Optimismus: höhere Effizienz, vereinfachte Produktion
- Maximale Effizienz, minimaler EinsatzDünnschichtsolarzelle auf Siliziumbasis nutzt mit organischer Zusatzschicht auch infrarotes Licht
- Ausgründungsvorhaben µTools wird durch den Helmholtz Enterprise-Fonds gefördertDas Ausgründungsvorhaben µTools des Anwenderzentrum für Mikrotechnik wird vom Helmholtz Enterprise-Fonds für ein Jahr gefördert. Ziel der Förderung ist die Unterstützung bei der Marktanalyse und einer abgestimmten Marketingstrategie sowie die Erstellung eines Businessplans.
- Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik wird in Berlin aufgebaut
Das Hahn-Meitner-Institut (HMI), die Technische Universität Berlin (TUB) sowie acht führende Industrie-Unternehmen unterzeichnen ein Memorandum of Understanding (MoU) zur Gründung des Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik.
- EU-Projekt ATHLET will Dünnschichtsolarzellen an den Markt bringen
Die Kostensenkung von Solarzellen ist die zentrale Herausforderung der modernen Photovoltaik. In Berlin startet am 20. Februar das europaweit größte Forschungsprojekt, das sich dieser Herausforderung stellt. Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus 11 Ländern arbeiten zusammen, um den Übergang der zweiten Generation von Solarzellen, so genannten Dünnschichtzellen, aus den Laboren in den Markt zu beschleunigen.
- Nanoröhrchen sollen Bildschirme zum Leuchten bringen
Der von IBM-Deutschland gestiftete Hahn-Meitner-Technologie-Transfer- Preis zeichnet Materialforscher des Hahn-Meitner-Instituts aus. Fünf Forscher haben unter Leitung von Prof. Dr. Alois Weidinger für ihre innovativen - und vermarktungsfähigen - Entwicklungsarbeiten erhalten. Ihre Forschungsergebnisse könnten die Herstellung neuartiger Flachbildschirme, so genannter Feld-Emissions-Displays (FED), entscheidend verbessern.