25.03.2013, 15:39 Uhr

Photovoltaik: Mathematiker systematisieren Dünnschicht-Forschung

Berlin - Am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) wurde zur Erforschung und Entwicklung moderner Solarzellen das "Virtuelle Institut Mikrostruktur-Kontrolle für Dünnschicht-Solarzellen" initiiert. In dem Institut arbeitet ein internationales Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des HZB, der FU Berlin, der TU Berlin, der TH Darmstadt, den Max-Planck-Instituten für Eisenforschung und für Intelligente Systeme, der ETH Zürich, der University of Oxford, sowie der britischen SuperSTEM zusammen. Wichtiger Partner ist auch das DFG-Forschungszentrum MATHEON in Berlin, das schwerpunktmäßig für den mathematischen Part der Modellierung zuständig ist.

PV-Forschungsansatz als Blaupause für Erforschung komplexer Materialsysteme

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Institutsverbundes wollen vor allem die Ausbildung der Mikrostruktur während des Wachstums von dünnen Schichten verstehen und kontrollieren lernen, um den Wirkungsgrad der Solarzellen deutlich zu erhöhen. Dabei setzen sie nicht auf die bei der Erforschung photovoltaischer Bauelemente oftmals noch angewendete Methode von "Trial and error", sondern versuchen gezielt und systematisch die immer dünneren Materialien zu erforschen. Im Mittelpunkt stehen verschiedene experimentelle Verfahren zum Wachstum von Mikrostrukturen sowie deren Analyse mit Hilfe der Mathematik. „Vorgänge bei der Prozessierung photovoltaischer Bauelemente erfordern die Einbeziehung einer ungeheuren Anzahl von Bedingungen und damit Daten, die nur durch das Zusammenspiel von Modellierung und Simulation mit modernsten mathematischen Algorithmen bewältigt werden können“, so MATHEON-Mitarbeiterin Prof. Barbara Wagner über den Part des DFG-Forschungszentrums. Der im virtuellen Institut entwickelte Forschungsansatz und die erarbeiteten Analysestrategien sollen auch auf weitere komplexe Materialsysteme übertragbar sein.

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