Hochintensive, ultrakurze Lichtblitze eines Lasers treffen auf die Oberfläche eines festen Materials – eine Technik, die normalerweise zum Schneiden oder Bohren von feinen Strukturen mit höchster Präzision und Güte eingesetzt wird. Dr. Tobias Voß, Physiker und Privatdozent in der AG Halbleiteroptik (Professor Jürgen Gutowski) am Institut für Festkörperphysik (Fachbereich Physik/Elektrotechnik) der Universität Bremen, verfolgt mit dieser Methode jedoch ganz andere Ziele: Er will auf diese Weise neuartige Materialien für Solarzellen erzeugen. Im Projekt NEPHOS (Neuartige Photovoltaik mit „Schwarzem Silizium" und „Schwarzem Zinkoxid") will Voß in Kooperation mit dem Energie-Forschungszentrum Niedersachsen und dem Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (beide Goslar) ein Material erzeugen und verbessern, das in der Fachwelt als „schwarzes Silizium“ (englisch „black silicon“) bekannt ist. Am 22. August 2009 wurde den NEPHOS-Wissenschaftlern von Bundesumweltminister Sigmar Gabriel offiziell der Bewilligungsbescheid für das Projekt überreicht, mit dem das Ministerium diese Forschung fördert.
Das Gesamtvolumen des Vorhabens liegt bei rund 850.000 Euro. Davon steht Tobias Voß knapp die Hälfte zur Verfügung. Das „schwarze Silizium“ wird zwar in näherer Zukunft keinen neuen Rekord für die Effizienz kommerzieller Solarzellen aufstellen. Es lässt sich jedoch sehr einfach und kostengünstig herstellen. Außerdem nutzt es einen größeren Teil der solaren Energie aus, als es bei herkömmlichen Silizium-Solarzellen der Fall ist. „Wir wollen das Verfahren physikalisch genau verstehen. Dann stehen die Chancen sehr gut, mit dieser Art von Solarzellen eine Effizienz und Lebensdauer zu erreichen, die in bestimmten Anwendungsbereichen mit den bisherigen Systemen konkurrieren oder sie sogar übertreffen können“, so der Bremer Uni-Wissenschaftler. Firmen haben bereits Interesse signalisiert, dieses Konzept in ihren Produkten zu übernehmen.
Die Idee zu diesem Projekt ist Tobias Voß während eines Forschungsaufenthaltes an der Harvard University gekommen. Ein Jahr lang forschte er dort mit einem Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft in der Gruppe von Professor Eric Mazur, in der das Herstellungsverfahren des „schwarzen Siliziums“ mit ultrakurzen Laserpulsen vor einigen Jahren entdeckt wurde. Auf der Basis eines Partnerschaftsvertrags besteht auch weiter Kontakt zwischen der Bremer AG Halbleiteroptik des Instituts für Festkörperphysik und der Gruppe von Professor Mazur. Gemeinsam soll das Verfahren auch auf andere Materialien übertragen werden. Insbesondere die für die blaue Optoelektronik interessanten Halbleiter Zinkoxid und Galliumnitrid stehen für Tobias Voß und seine Projektpartner im Zentrum des Interesses.
Im Rahmen des NEPHOS-Projektes hat das Team nun zwei Jahre Zeit, um mit der Förderung durch das Bundesumweltministerium das Potential seines Verfahrens zu demonstrieren und mit Hilfe interessierter Firmen der kommerziellen Nutzung zuzuführen.
Achtung Redaktionen: Ein Foto von der Übergabe des Bewilligungsbescheides an die NEPHOS-Wissenschaftler um Tobias Voß durch Bundesumweltminister Sigmar Gabriel können Sie bei der Universitäts-Pressestelle (presse@uni-bremen.de) anfordern.
Wetere Informationen:
PD Dr. Tobias Voß
Universität Bremen
Fachbereich Physik/Elektrotechnik
Institut für Festkörperphysik
Tel. 0421 / 218-62204
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