Praxissemesters / Abschlussarbeit

Elektrotechnik, Physik, Nanotechnologie oder verwandte Studienrichtungen
Thema: Stabilitätsuntersuchungen an Tandemsolarzellen
Hintergrund: Photovoltaik (PV) schickt sich an, die wichtigste Technologie der zukünftigen de-karbonisierten Energiekonversion zu werden. Für eine nachhaltige Aufskalierung in den Tera-Watt-Maßstab bieten Perowskit (Pk)-Solarzellen die potentiellen Vorteile, dass sie als Dünnschicht-Absorber mit geringem Energieaufwand bzw. CO2-Footprint hergestellt werden können, und dass sie im Tandem mit Silizium-Bottomsolarzellen sehr hohe Wirkungsgrade erlauben und so den Flächenbedarf sowie die Stromgestehungskosten von PV reduzieren. 2024 wurden mit Pk/Si-Tandemsolarzellen bis zu 34,9 % Wirkungsgrad – 7,6 % absolut mehr als bisher mit Si - erreicht. Allerdings ist die Stabilität der Perowskit-Subzellen noch verbesserungsbedürftig, und das ISFH möchte hier Beiträge zum Fortschritt leisten. Für die Charakterisierung der „intrinsischen Stabilität“ (in Bezug auf UV-Strahlung und Beleuchtung) hat das ISFH einen kreativen - Messplatz aufgebaut, um die von der Fachwelt geforderten Messbedingungen (85°C, 1 Sonne Beleuchtung) realisieren zu können.

Ihr Aufgabengebiet:

In der Arbeit sollen dieser Messplatz einerseits professionalisiert, und andererseits sollen damit verschieden hergestellte Tandemsolarzellen charakterisiert und Korrelationen zwischen Herstellungsbedingungen und Stabilität gezogen werden.

Zur Professionalisierung des Messplatzes zählt einerseits ein Wechsel der Beleuchtungsquelle von Halogen auf LED, um den Temperatureintrag zu reduzieren bzw. diesen separat regeln zu können, sowie eine Analyse des die Probenoberfläche erreichende Strahlungsspektrums bzw. eine Quantifizierung der Unterschiede zum Sonnenspektrum unter Normbedingungen. Anderseits soll das Halten der Tandemsolarzelle am maximalen Leistungspunkt von Potentiometer auf Mikroinverter umgestellt werden.

Zur Charakterisierung zählen Messreihen in einem LED-Sonnensimulator zur Zeitentwicklung der Solarzellenleistung unter den oben genannten beschleunigten Alterungsbedingungen, wobei Perowskite aus verschiedenen Herstellungsverfahren und mit und ohne stabilisierenden Additiven miteinander verglichen werden sollen. Es ist außerdem geplant, die Perowskitschichten vor und nach Alterung strukturell (XRD) sowie optoelektrisch (Lumineszenz) zu analysieren, um die Gründe für eine eventuelle Degradation zu verstehen.

Ihr Profil:

• Selbständige, strukturierte Arbeitsweise und Fähigkeit zum analytischen Denken
• Spaß am experimentellen Arbeiten
• Bereitschaft zu konstruktiver Mitarbeit in unserem Team
• Ideal wären Grundkenntnisse auf mindestens einem der Gebiete Solarzellen, elektronische Bauelemente, Messtechnik, ggf. Labview-Programmierkenntnisse

Rahmenbedingungen:

• Arbeitsort: Emmerthal
• Eintrittstermin: ab sofort

Ansprechpartner für inhaltliche Rückfragen:

Prof. Dr. Robby Peibst

E‐Mail:

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