Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit zwei neuen Virtuellen-Instituten verstärkt das HZB die Zusammenarbeit mit den Universitäten

04.07.2012
Dünnschichtsolarzellen und topologische Quantenphasen – ein Kernthema auf dem Weg zum Quantencomputer - werden nun im Verbund erforscht.

Am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) fördert die Helmholtz-Gemeinschaft zwei neue „Helmholtz-Virtuelle-Institute“. Im Verbund forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Partnern aus Universitäten und anderen renommierten Forschungsinstituten aus dem In- und Ausland an gemeinsamen Themen.

Das HZB und seine Partner sind mit ihren Anträgen zur gemeinsamen Weiterentwicklung von Dünnschichtsolarzellen für die Photovoltaik und die Suche nach so genannten topologischen Quantenphasen erfolgreich gewesen. Letztere werden als bedeutsam für die Entwicklung so genannter Quantencomputer eingeschätzt.

Die Virtuellen-Institute werden mit jährlich bis zu 600.000 Euro über drei bis fünf Jahre aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert. Dazu kommen Eigenmittel der Zentren, so dass die Forschungsvorhaben insgesamt mit bis zu 900.000 Euro jährlich finanziert werden können.

Mikrostruktur-Kontrolle für Dünnschicht-Solarzellen
Photovoltaische Bauelemente, die zur direkten Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität betrieben werden, sind zu einer der wichtigsten sauberen Energiequellen geworden. Die Optimierung von Dünnschichtsolarzellen für solche Anwendungen beruhte bislang vor allem auf Ausprobieren – „trial and error“. Ein exaktes Verständnis darüber, wie Wachstumsprozesse, die Mikrostruktur (z. B. Versetzungen, Korngrenzen und Eigenspannung) der polykristallinen Absorberschicht und die elektrischen und opto-elektronischen Eigenschaften der Solarzelle zusammenwirken, würden sich sehr positiv auf die Weiterentwicklung dieser Bauelemente und die Erzielung höherer Wirkungsgrade auswirken. Dieser Thematik widmet sich das Virtuelle-Institut „Microstructure control for thin-film solar cells”. In ihm wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des HZB und seiner Partner die komplexe Mikrostruktur polykristalliner Absorberschichten in Dünnschichtsolarzellen untersuchen. Dabei wollen sie die Ausbildung der Mikrostruktur während des Wachstums von dünnen Schichten verstehen und kontrollieren lernen.
„Mit dem theoretischen Verständnis der Zusammenhänge, gekoppelt mit Simulationen und Modellierung, wollen wir hocheffiziente Solarzellen realisieren. Dabei arbeiten wir an zwei technologisch gut etablierten, polykristallinen Systemen: Silizium sowie Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (Cu(In,Ga)Se2)“, sagt Sprecherin Susan Schorr, Professorin an der Freien Universität Berlin und Leiterin der Abteilung Kristallographie am HZB. Der im Virtuellen Institut entwickelte Forschungsansatz und die erarbeiteten Analysestrategien werden auf weitere komplexe Materialsysteme übertragbar sein. Partner des HZB in diesem Helmholtz-Virtuellen-Institut sind die Freie Universität Berlin, die Technische Universität Berlin, das MATHEON (DFG Forschungszentrum Mathematik für Schlüsseltechnologien) und die Technische Universität Darmstadt. Diese Partner werden ergänzt durch assoziierte Gruppen des Max-Planck-Institutes für Intelligente Systeme, des Max-Planck Instituts für Eisenforschung, der University of Oxford, der ETH Zürich, und von SuperSTEM Daresbury (EPSRC National Facility for Aberration Corrected STEM).

Forschung für Quantencomputer
Im zweiten vom HZB koordinierten Helmholtz-Virtuellen-Institut geht es um das kollektive Verhalten und neue Phasen der Materie. Der unglaubliche Reichtum von metallischen, magnetischen und supraleitenden Verbindungen bringt seit Jahrzehnten unerwartete Ergebnisse in Grundlagenforschung und Materialwissenschaften hervor. Dabei findet zurzeit ein revolutionärer Umbruch bei der Suche nach neuen Phasen statt: Im Fokus stehen so genannte topologische Quantenphasen. Ihnen widmet sich das Virtuelle Institut mit der Bezeichnung „New states of matter and their excitations“. Verschiedene Erkenntnisse in diesem Feld haben in jüngster Zeit Wissenschaftler mit unterschiedlichem Hintergrund zusammengebracht. Die bisherigen Erkenntnisse haben – teilweise basierend auf der Aussicht, topologische Quantencomputer zu realisieren – zu einer substantiellen finanziellen Förderung in Europa, Asien und Nordamerika geführt. In Deutschland bestehen derzeit keine vergleichbaren Aktivitäten. Das Helmholtz-Virtuelle-Institut am HZB schafft hier Abhilfe. Es zielt darauf ab, führende Wissenschaftler zusammenzubringen, damit sie gemeinsam topologische Quantenphasen erforschen. Beteiligt an diesem Virtuellen-Institut sind die Freie Universität Berlin, das Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme in Dresden, die Technische Universität Dresden, die Universität Göttingen und die Technische Universität Dortmund.

Weitere Informationen:
Prof. Susan Schorr
Abteilung Kristallographie
Tel.: +49 (0)30-8062-42317
susan.schorr@helmholtzberlin.de

Prof. Alan Tennant
Institut Komplexe Magnetische Materialien
Tel.: +49 (0)30-8062-42751
tennant@helmholtz-berlin.de

Pressestelle
Dr. Ina Helms
Tel.: +49 (0)30-8062-42034
Fax: +49 (0)30-8062-42998
ina.helms@helmholtz-berlin.de

Dr. Ina Helms | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Bildung Wissenschaft:

nachricht Neues Computerprogramm hilft bei Lese-Rechtschreibschwierigkeiten
13.11.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Schulraum in Stuttgart mit VLC-Technologie vom Fraunhofer HHI eröffnet
03.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Bildung Wissenschaft >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte