Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Mit unseren derzeit rund 1.200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern betreiben wir anwendungsorientierte Forschung für die technische Nutzung der Solarenergie und entwickeln Materialien, Systeme und Verfahren für eine nachhaltige Energieversorgung.
Für unsere Gruppe „III-V Epitaxie und Materialentwicklung“ suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine/n Student/in für ihre/seine
Für unsere Gruppe „III-V Epitaxie und Materialentwicklung“ suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine/n Student/in für ihre/seine
Masterarbeit zum Thema "Entwicklung von GalnAsp als Absorbermaterial in Hocheffizienzsolarzellen"
Was Sie erwartet
Tandemsolarzellen auf Basis von III-V-Verbindungshalbleitern erzielen die höchsten Wirkungsgrade aller Solarzelltechnologien mit Rekorden bis 47 % unter konzentriertem Sonnenlicht. Ihr entscheidender Vorteil gegenüber Einfachsolarzellen ist die geschickte Aufteilung des Sonnenspektrums auf optisch und elektrisch hintereinander geschaltete Teilzellen. Dadurch addieren sich die einzelnen Spannungen und Thermalisierungsverluste werden reduziert.
In unserer Arbeitsgruppe arbeiten wir an einem Projekt, um den Wirkungsgrad solcher Tandemsolarzellen unter konzentriertem Licht zum ersten Mal auf über 50 % zu bringen. Ein Ansatz hierfür ist das epitaktische Wachstum einer Solarzelle mit sechs Absorberschichten. Für eine solche Sechsfachzelle ist auch ein Absorbermaterial mit einer Bandlücke von etwa 1.7 eV zum Einsatz in einer Teilzelle nötig. Ein vielversprechender Kandidat ist das noch wenig erforschte quaternäre Material Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (GaInAsP), das gitterangepasst auf GaAs Substraten gewachsen werden kann und eine gute Einstellbarkeit der Bandlücke erlaubt. In dem vorgeschlagenen Projekt sollen zunächst einfache Testschichten und Doppelheterostrukturen aus GaInAsP im Bandlückenbereich von 1.65 bis 1.75 eV mittels metalorganischer Gasphasenepitaxie gewachsen und charakterisiert werden. Durch Variation der Wachstumsbedingungen soll die Materialqualität der Schichten und damit die Lebensdauer der Minoritätsladungsträger erhöht werden. Ist dies erfolgt, werden in einer späteren Projektphase Einfachsolarzellen mit GaInAsP-Absorbern gewachsen, vermessen und mit einem alternativen Material, AlGaAs, verglichen. Die Solarzelloptimierung wird unter anderem durch Bandstruktursimulationen unterstützt. Die Arbeit erfolgt in Zusammenarbeit mit einem dynamischen internationalen Team.
Ihre Aufgaben sind:
Was Sie mitbringen
Tandemsolarzellen auf Basis von III-V-Verbindungshalbleitern erzielen die höchsten Wirkungsgrade aller Solarzelltechnologien mit Rekorden bis 47 % unter konzentriertem Sonnenlicht. Ihr entscheidender Vorteil gegenüber Einfachsolarzellen ist die geschickte Aufteilung des Sonnenspektrums auf optisch und elektrisch hintereinander geschaltete Teilzellen. Dadurch addieren sich die einzelnen Spannungen und Thermalisierungsverluste werden reduziert.
In unserer Arbeitsgruppe arbeiten wir an einem Projekt, um den Wirkungsgrad solcher Tandemsolarzellen unter konzentriertem Licht zum ersten Mal auf über 50 % zu bringen. Ein Ansatz hierfür ist das epitaktische Wachstum einer Solarzelle mit sechs Absorberschichten. Für eine solche Sechsfachzelle ist auch ein Absorbermaterial mit einer Bandlücke von etwa 1.7 eV zum Einsatz in einer Teilzelle nötig. Ein vielversprechender Kandidat ist das noch wenig erforschte quaternäre Material Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (GaInAsP), das gitterangepasst auf GaAs Substraten gewachsen werden kann und eine gute Einstellbarkeit der Bandlücke erlaubt. In dem vorgeschlagenen Projekt sollen zunächst einfache Testschichten und Doppelheterostrukturen aus GaInAsP im Bandlückenbereich von 1.65 bis 1.75 eV mittels metalorganischer Gasphasenepitaxie gewachsen und charakterisiert werden. Durch Variation der Wachstumsbedingungen soll die Materialqualität der Schichten und damit die Lebensdauer der Minoritätsladungsträger erhöht werden. Ist dies erfolgt, werden in einer späteren Projektphase Einfachsolarzellen mit GaInAsP-Absorbern gewachsen, vermessen und mit einem alternativen Material, AlGaAs, verglichen. Die Solarzelloptimierung wird unter anderem durch Bandstruktursimulationen unterstützt. Die Arbeit erfolgt in Zusammenarbeit mit einem dynamischen internationalen Team.
Ihre Aufgaben sind:
- Optimierung von MOVPE-Prozessen zur GaInAsP Materialentwicklung
- III-V Halbleitercharakterisierung: Röntgendiffraktometrie, Photolumineszenz, Elektrische Kapazität-Spannung Profilometrie, Rasterkraftmikroskopie
- Simulation des Bandverlaufs mit nextnano
- Entwicklung und Charakterisierung von GaInAsP-Einfachsolarzellen
Was Sie mitbringen
- Eingeschriebene/r Student/in im Studiengang Physik
- Bereitschaft für ein Praktikum vor Beginn der Masterarbeit zur gründlichen Einarbeitung (nach Absprache)
- Hintergrundwissen im Bereich Festkörperphysik, insbesondere zu Halbleitern, Solarzellenkenntnisse von Vorteil
- Interesse an der engagierten Mitarbeit in einem hochaktuellen und spannenden Forschungsumfeld zusammen mit einem jungen motivierten internationalen Team
- Motivation zum Vorantreiben der Energiewende
- Solide Kenntnisse von MS Office und Origin
- Flüssige Beherrschung von Englisch als Arbeitssprache
Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.
Wir weisen darauf hin, dass die gewählte Berufsbezeichnung auch das dritte Geschlecht miteinbezieht.
Die Fraunhofer-Gesellschaft legt Wert auf eine geschlechtsunabhängige berufliche Gleichstellung.
Fraunhofer ist die größte Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Unsere Forschungsfelder richten sich nach den Bedürfnissen der Menschen: Gesundheit, Sicherheit, Kommunikation, Mobilität, Energie und Umwelt. Wir sind kreativ, wir gestalten Technik, wir entwerfen Produkte, wir verbessern Verfahren, wir eröffnen neue Wege.
Fragen zu dieser Position beantwortet gerne
David Lackner
Tel.: +49 (0)761 45 88-53 32
Bitte richten Sie Ihre Bewerbung unter Angabe der Kennziffer an: ISE-2021-47
David.Lackner@ise.fraunhofer.de
(Anschreiben, CV und Zeugnisse in einem pdf-Dokument mit max. 10 MB)
| Kennziffer: ISE-2021-47 | Bewerbungsfrist: |