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Zwei Welser Öko Energietechnik-Studierende forschen an der Australian National University

Die beiden Welser Öko Energietechnik-Studierenden Valerie Rodin und Florian Pfeffer arbeiten derzeit an der renommierten Australian National University (ANU) an ihrer Masterarbeit. Sie versuchen in ihrem 6-monatigen Praktikum neuartige Messmethoden für Photovoltaikzellen zu entwickeln, um diese Solarzellen dann gezielt weiterentwickeln und den Wirkungsgrad optimieren zu können.


Die ANU ist eine der führenden Universitäten weltweit und ist bekannt für topaktuelle Forschung in vielen Bereichen. „Die ANU ist auch sehr international. Unsere KollegInnen sind aus der ganzen Welt. Somit bekommen wir nicht nur Einblicke in die australische Kultur“, berichtet FH OÖ Student Florian Pfeffer (26). Seine Studienkollegin Valerie Rodin (23) fügt hinzu: „Die Australier zeichnet besonders die Höflichkeit und Hilfsbereitschaft aus – man wird stets mit einem  ‚How are you?‘ begrüßt“.

„Prinzipiell versuchen wir beide in unserer Arbeit, physikalische Mechanismen im Inneren der Solarzellen besser verstehen und messen zu können. Mit diesem neuen Wissen wird es dann möglich sein, die Photovoltaikzellen gezielt verbessern und den Wirkungsgrad steigern zu können“, erklärt die aus Welden bei Augsburg stammende Rodin.

Abstrahlung messbar machen

„Die durch Licht erzeugte Energie wird üblicherweise in Form von Strom abgeführt. Wenn das nicht möglich ist, strahlt die Solarzelle Teile dieser Energie wieder ab. Diese Strahlung nennt man Photolumineszenzstrahlung und ist nur mit speziellen Detektoren messbar“, erklärt Masterstudentin Rodin. „In meinem Projekt versuche ich diese Abstrahlung zu messen und auszuwerten. Je nachdem, wie die äußeren Einflüsse sind, verändert sich das abgestrahlte Licht und auch die Effizienz der Solarzelle.“

Die Messergebnisse werden anschließend mit den Ergebnissen von Rechenmodellen verglichen,  die Wissenschaftler können so die Vorgänge in der Solarzelle besser verstehen. „Die Modelle zeigen den Zusammenhang vieler physikalischer Werte auf“, berichtet Rodin weiter. „Passen die Messergebnisse mit den berechneten Ergebnissen zusammen, hat man einen Zusammenhang entdeckt und kann damit mit Optimierungsarbeiten in diesem Bereich ansetzen und den Wirkungsgrad der Solarzelle verbessern.“

Erstmals Mobilität in Perowskit-Solarzellen messbar

Damit Solarzellen Licht in Strom umwandeln können, müssen sich die negativen und positiven Ladungsträger in der Solarzelle bewegen. Diese Bewegung bezeichnet man als Mobilität. Je größer die Mobilität ist, desto besser ist der Wirkungsgrad der Solarzelle.

„Je nach Solarzelle gibt es Ladungsträger, die in der Überzahl vorhanden sind. Die Effizienz wird aber von den Ladungsträgern in Unterzahl beschränkt. In meinem Projekt arbeite ich an einem Messaufbau, der die Mobilität der Ladungsträger in Unterzahl misst“, erklärt der aus St. Veit im Pongau stammende Florian Pfeffer.

Dazu verwendet der FH OÖ Student die Time of Flight Methode: „Bei dieser Methode werden Ladungsträger an einer Stelle erzeugt und an einer anderen Stelle wieder eingesammelt und die dafür benötigte Zeit gemessen. Ziel ist es, die Mobilität von Perowskit-Solarzellen zu ermitteln und diese dadurch gezielt verbessern zu können“, so der Öko Energietechniker weiter.

Innovative Masterarbeiten

„Stand der Technik ist, dass die Mobilität von Perowskit-Solarzellen berechnet aber nicht gemessen wird. Es gibt nur wenige Publikationen, die Messergebnisse präsentieren.“, bestätigt auch die Professorin Dr. Angelika Basch. Die nebenberufliche Professorin an der Welser FH hat den Welser Studierenden diese Auslandserfahrung möglich gemacht. Sie betreut die beiden Studierenden seitens der FH Oberösterreich. Von Seiten der ANU gibt es auch Unterstützung. Valerie Rodin wird von Professor Daniel MacDonald betreut und der Pongauer Florian Pfeffer von Professor Kylie Catchpole. Beide leiten an der ANU Forschungsgruppen im Bereich Photovoltaik und sind in der Lehre tätig.  Basch bekräftigt den innovativen Charakter beider Masterarbeiten: „Photolumineszenzmessungen sind eine bisher wenig verwendete Messmethode, die jedoch in vielen Bereichen bessere Ergebnisse liefern kann als herkömmliche Methoden.“ 

Die beiden Öko Energietechnik-Studierenden Valerie Rodin und Florian Pfeffer an der Versuchsanlage der Australian National University. Foto: FH OÖ