Fraunhofer CSP Mehr Strom aus Licht - aber wie?

Mit Seltenerdmetallen dotierte Glaskeramiken für die up- und down-Konversion
Mit Seltenerdmetallen dotierte Glaskeramiken für die up- und down-Konversion

Wie lässt sich aus Licht mehr Strom generieren und wie lässt sich die optische Datenübertragung in der Mikroelektronik verbessern? Diesen Fragen widmet sich das Zentrum für Innovationskompetenz ZIK SiLi-nano. Die Forschungsgruppe Light2Silicon erzielte bereits wertvolle Erkenntnisse.

Licht wird in der Elektronik für Vielerlei Anwendungen genutzt: Gebündelt in Form von Laser, als Energiequelle, als optische Bauelemente für Isolationszwecke oder für die Datenübertragung. Das Zentrum für Innovationskompetenz ZIK SiLi-nano hat sich das Ziel gesetzt, den Wirkungsgrad von Solarzellen durch neue Beschichtungen zu verbessern und die optische Datenübertragung in der Mikroelektronik zu optimieren.

Die Nachwuchsgruppen Light2Silicon und Silicon2Light erforschen in Halle die Umwandlung von Licht in elektrischen Strom bzw. Mikro-Lichtquellen für optische Computer. In diesen beiden Forschungsgruppen bündeln das Institut für Physik der Universität Halle-Wittenberg, das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM sowie das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP ihre Kompetenzen. Ihr Fachgebiet: Angewandte und Grundlagenforschung an Bauelementen auf Basis von Silizium. Das BMBF fördert die Forschung seit 2009 mit 6,25 Mio. Euro.

Prof. Ralf B. Wehrspohn, Mitinitiator des ZIK und Leiter des Fraunhofer IWM Halle, sieht besonders in der Vielfalt der Forschungsgruppe Vorteile: »Durch die enge Verzahnung von universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen gelingt eine beispiellose wissenschaftliche Durchdringung des Themas mit hohen Synergien.«

Solarzellen weiterentwickeln

Die Leitung der Nachwuchsgruppe Light2Silicon übergab das ZIK SiLi-nano Anfang zum Jahresbeginn an den Physiker Dr. Dominik Lausch vom Fraunhofer CSP. Der 31-Jährige wurde bereits mehrmals als bester Nachwuchswissenschaftler ausgezeichnet. 

Light2Silicon widmet sich der Wirkungsgradoptimierung von Solarzellen. Für die Leistungssteigerung verbessert die Nachwuchsgruppe die Einkapselungsmaterialien. Dazu bedienen sich die Forscher der sogenannten up- und down-Konversion: Das einfallende Licht wird so verändert, dass es in den für Solarzellen nutzbaren Bereich fällt. Durch dieses Verfahren wird die Lichtausbeute und somit auch der Wirkungsgrad gesteigert, ohne die eigentliche Solarzelle zu modifizieren.