Effektive Solarzellen und sensible Bioanalytik

Entscheidend für den Erfolg der Stromerzeugung aus Sonnenlicht ist der Wirkungsgrad der Solarzellen. Als besonders vorteilhaft erweisen sich dabei Systeme, in denen das Licht durch Linsen 400-fach auf die Solarzellen gebündelt wird.

Bei dieser Konzentratortechnologie kann teures Halbleitermaterial durch kostengünstigere Linsensysteme ersetzt und der Wirkungsgrad verbessert werden. Der Physiker Marc Steiner vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg zeigte in seiner Diplomarbeit eine Möglichkeit auf, die Effizienz solcher Konzentratorsolarzellen noch weiter zu steigern: Die Kontaktierung der Halbleiterschichten hat dabei entscheidenden Einfluss, und Marc Steiners neues Simulationsprogramm optimiert Struktur und Anordnung der metallischen Kontaktfinger.

Aus diesen Berechnungen ergaben sich bisher weltweit unerreichte Wirkungsgrade für Konzentratorsolarzellen. Für seine Diplomarbeit »Minimierung von seriellen Widerstandsverlusten in III-V Solarzellen mit Hilfe einer SPICE-Netzwerksimulation« wird Marc Steiner mit dem 2. Hugo-Geiger-Preis ausgezeichnet.

Die Gene spielen für jeden Organismus eine wichtige Rolle, wenn es um deren Entwicklung und Anpassung an die Umwelt geht. Die Genome zu entschlüsseln, ist aufgrund moderner Sequenziertechnologie heute schnell realisierbar. Weniger klar ist immer noch, welches genetische Programm zu welcher Wachstumsphase abläuft.

Die Genexpression, also die Analyse welche Gene zu einem bestimmten Zeitpunkt angeschaltet sind und welche nicht, liefert hier Antworten. Das hilft, Zellen zu unterscheiden, biologische Systeme auf molekularer Ebene zu verstehen. Ziel der Diplomarbeit »Globale Methoden zur Analyse von Metatranskriptomen auf Einzelzellniveau« von Christian Grumaz vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB war, ein neues, offenes Verfahren zu etablieren, das mit geringen Probemengen auskommt und einen hohen Durchsatz ermöglicht.

»Dieses Vorhaben konnte ich mit Erfolg abschließen«, sagt Christian Grumaz. Das Verfahren ist äußerst sensibel, was eine potenzielle Anwendung in der Diagnostik ermöglichen könnte, wo zum Beispiel Biopsiematerial meist nur in geringen Mengen vorliegt. Zudem ist ein hoher Durchsatz an Proben möglich, da Parallelsequenzier-Technologien eingesetzt werden können. Das Analyseverfahren ist interessant für Diagnostik, Medikamentenentwicklung und Grundlagenforschung. Seine Arbeit wird mit dem 3. Hugo-Geiger-Preis ausgezeichnet.