Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWSMehr Effizienz für Solarzellen – Nachwuchspreis für Forscher des Fraunhofer CSP
Mit dem 1. Preis in der Kategorie »Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten« beim Nachwuchswettbewerb Green Photonics wurde Torsten Büchner vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP ausgezeichnet. In seiner Masterarbeit untersuchte er eine Methode, mit der Solarzellen auch einfallendes Licht nutzen können, das bisher nicht verwertbar war. Büchner erhielt den mit 1500 Euro dotierten Preis gestern im Rahmen der Messe »LASER World Of Photonics« in München.
In seiner Masterarbeit »Charakterisierung von mit Femtosekundenlasern erzeugten Mikrostrukturen im Glasvolumen für das Lichtmanagement in Solarmodulen« zeigt Büchner, wie sich durch Laserbehandlung der Gläser von Solarmodulen ein besseres Lichtmanagement erreichen lässt. Wo der Laser auf das Glas trifft, verändert sich dessen Brechungsindex, dadurch wird das auf die Solarzelle eintreffende Licht an dieser Stelle anders gebrochen. Der gezielte Einsatz dieser Methode ermöglicht es, den Weg des Lichts in der Zelle besser zu steuern und Teile des Lichtspektrums nutzbar zu machen, die bisher nicht genutzt werden konnten. So lassen sich optische Verluste reduzieren und der Wirkungsgrad der Module steigern.
Der 25-Jährige hat für seine nun ausgezeichnete Arbeit verschiedene Laserquellen getestet und mögliche Nebeneffekte beschrieben. Die Ergebnisse werden derzeit am Fraunhofer CSP an Solarmodulen experimentell überprüft.
Büchner begann 2008 sein duales Studium »Solartechnik« am Fraunhofer CSP und der Hochschule Anhalt in Köthen. Nach seinem Bachelor-Abschluss im Jahr 2011 schloss er den Masterstudiengang »Erneuerbare Energien« an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg an. Seine Masterarbeit ist im Zentrum für Innovationskompetenz SiLi-nano® entstanden, das gemeinsam vom Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, dem Fraunhofer CSP, dem Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg betrieben und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Dort werden Anwendungen entwickelt, in denen Silizium in Kombination mit Licht zum Einsatz kommt – beispielsweise um den Wirkungsgrad von Solarzellen durch neue Beschichtungen zu erhöhen oder die optische Datenübertragung in der Mikroelektronik zu verbessern.
»Der Nachwuchspreis ist eine tolle Anerkennung und zeigt auch, welche Perspektiven in der Forschungsarbeit am ZIK SiLi-nano® stecken«, sagt Büchner. Er weist auf einen besonderen Aspekt seiner Erkenntnisse hin: Die von ihm untersuchten Strukturen lassen sich per Laser auch nachträglich in ältere Solarmodule einbringen. »Man könnte damit neue Solarmodule in der Fertigung noch besser machen oder ältere Module wieder effizienter machen. Auch ein Einsatz in der LED-Technik ist denkbar, weil durch die Methode eine sehr genaue Lenkung des Lichts möglich ist«, erklärt er.
Mittlerweile ist Büchner in der Forschung und Entwicklung zur Lasermarkierung und -strukturierung von technischen Gläsern bei der Firma Boraident in Halle tätig. Im Bereich der Glasbearbeitungsanlagen entwickelt er Sonderanlagen für Kunden mit Spezialwünschen. »Damit bin ich den Themen aus meiner Masterarbeit treu geblieben. Und ich bin mir sicher, dass auch der Kontakt zum Fraunhofer CSP bestehen bleibt«, sagt er.