Abschlussarbeit "Analyse von Mehrfach-Photovoltaikzellen mit multichromatischem Laserlicht"

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Unsere rund 1.400 Mitarbeitenden arbeiten für ein nachhaltiges, wirtschaftliches, sicheres und sozial gerechtes Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien. Dazu tragen wir mit unseren Forschungsschwerpunkten Energiebereitstellung, Energieverteilung, Energiespeicherung und Energienutzung bei. Durch herausragende Forschungsergebnisse, erfolgreiche Industrieprojekte, Firmenausgründungen und globale Kooperationen gestalten wir die nachhaltige Transformation des Energiesystems.

Du möchtest bereits während Deinem Studium in Teams arbeiten, mit denen Du zusammen neuartige Forschung auf dem Gebiet der Energiewende betreibst? Bei uns findest Du die Expert*innen und das Umfeld, um diese Ziele zu verwirklichen.

Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Charakterisierung und modellgestützten Analyse von neuartigen Mehrfachzellstrukturen für die kombinierte optische Energie- und Datenübertragung. Diese Bauelemente werden als hocheffiziente optische Empfänger eingesetzt, um Energie über Glasfaser oder im Freistrahl zu übertragen (Rekordwirkungsgrade bis 68.9%, https://doi.org/10.1002/pssr.202100113). Gleichzeitig können über die optische Verbindung Daten mit der 2600-facher Bandbreite von konventioneller Funktechnik übertragen werden.

Zur Charakterisierung der Bauelemente steht ein Messplatz mit drei verschiedenen Nahinfrarot-Lasern zur Verfügung. Gemäß dem Lambert-Beer-Gesetz ist reduziert sich die Absorption in den gestapelten Mehrfachzellen exponentiell mit der Eindringtiefe, gleichzeitig müssen die seriell verschalteten Teilzellen stromangepasst werden. Bei Stromfehlanpassung findet über strahlende Rekombination zudem intensitätsabhängig ein Photonenaustausch zwischen den Teilzellen statt (Lumineszenzkopplung). Zur spektral abhängigen Charakterisierung diese Verhaltens soll in der Arbeit erstmalig ein multichromatisches Messverfahren zur Superposition zweier (oder dreier) Laserquellen genutzt werden, um eine „virtuelle“ Wellenlänge zu simulieren. Durch die Verwendung von Laserquellen ermöglicht dies die leistungsabhängige Quantifizierung der optischen Kopplung, was aufgrund geringer Leistung mit konventionellen Gittermonochromator-Messplätzen bislang nicht möglich ist.

Die Masterarbeit ist angesiedelt im Kalibrierlabor des Fraunhofer ISE und Du wirst eng von einem an dem Laser-Messplatz tätigen Doktoranden betreut. Zudem ist die Arbeit eingebunden in ein laufendes Forschungsprojekt mit der Universität Cambridge (https://www.ise.fraunhofer.de/en/research-projects/greencom.html). Bei uns hast Du die Möglichkeit, an der Spitze der Forschung im Bereich Photovoltaik zu arbeiten und maßgeblich zur Weiterentwicklung der Technologien beizutragen. Für die Arbeit wird ein Zeitraum von mind. 6 Monaten angesetzt.

Für unsere Abteilung "III-V - Photovoltaik und Konzentratortechnologie" suchen wir ab sofort eine studentische Hilfskraft mit der Gelegenheit zur Erstellung einer Masterarbeit zum Thema „Analyse von hocheffizienten III-V basierten Mehrfach-Photovoltaikzellen mittels multichromatischem Laserlicht“.

Was Du bei uns tust

• Du kalibrierst den Messplatz und machst eine Abschätzung der Fehlereinflüsse auf die Messgrößen.

• Du vermisst Mehrfachzellen mit verschiedenen Laserquellen und variierst dabei externe Parameter wie Temperatur und Laserleistung. Aus den Messdaten bestimmst Du die Charakteristischen Kenngrößen der Solarzelle.

• Du wertest die Ergebnisse mithilfe von geläufigen Programmiersprachen wie Python aus und bestimmst damit die Lumineszenzkopplung zwischen den Teilzellen quantitativ.

• Mit Hilfe eines optischen Modells des Halbleiterschichtstapels simulierst Du die zu erwartenden Teilzellströme und gleichst diese mit den Messungen ab

• Du wertest optische und elektrische Messungen und Simulationsergebnisse aus, dokumentierst und präsentierst Messergebnisse und diskutierst die Ergebnisse in regelmäßigen Meetings mit unserem jungen und interdisziplinären Team.

Was Du mitbringst

• Du studierst Physik, Mikrosystemtechnik, Elektrotechnik, oder einer vergleichbaren Fachrichtung

• Du hast ein Verständnis von halbleiterphysikalischen Grundlagen und hast Spaß daran Dich in neue Themen einzuarbeiten

• Vorkenntnisse im Umgang mit Python, LabVIEW, Origin sind hilfreich

• Erfahrung im Umgang mit und Aufbau von Hardwarekomponenten ist vorteilhaft.

• Du planst und erledigst Aufgaben selbständig und mit hoher Qualität.

• Es ist Dir wichtig, dich in Dein Team einzubringen und auch in der Zusammenarbeit gemeinsam Ziele zu erreichen.

• Der routinierte Umgang mit Microsoft Office ist für Dich selbstverständlich.

• Du konntest Deine sehr guten Englischkenntnisse in Wort und Schrift bereits erfolgreich unter Beweis stellen.

Was Du erwarten kannst

• Exklusiver Einblick: In der gemeinsamen Arbeit mit den Wissenschaftler*innen unserer Arbeitseinheit gewinnst Du einen Einblick in den Alltag von Forschung und Entwicklung an einem Forschungsinstitut.

• Laborinfrastruktur: Am Fraunhofer ISE arbeiten wir an modernsten Anlagen und Geräten, sodass Forschungsprojekte auf dem neuesten Stand der Technik durchgeführt werden können.

• Forschungsmix: Du erhältst bei uns die Möglichkeit, experimentelle Arbeit mit der Theorie zu verbinden und so Dein Wissen aus dem Studium anzuwenden und zu erweitern.

• Betreuung: Bei Deiner Arbeit wirst Du durch Wissenschaftler*innen betreut und Du erhältst Feedback zu Deinen Fortschritten.

• Teamwork: Im Austausch mit den wissenschaftlichen und studentischen Mitarbeitenden sammelst Du Erfahrungen zur Arbeit im Team und kannst Deine bereits gemachten Erfahrungen einbringen.

• Arbeitszeit und -ort: Wir bieten Dir die Möglichkeit, Deine Arbeitszeit in Absprache flexibel an Deine Bedürfnisse anzupassen und ab und an von zuhause aus zu arbeiten.

• Chancengleichheit: Wir legen Wert auf Chancengerechtigkeit und geben Raum für Vielfalt.

• After Work: Feiere Dich und Deine Kolleg*innen bei After-Work Events oder unseren jährlichen Mitarbeitendenfesten.

Zusätzlich zu der Abschlussarbeit wird ein Vertrag als Wissenschaftliche Hilfskraft vereinbart. Die Vergütung hierfür richtet sich nach dem Abschlussgrad der Hochschulausbildung.

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Haben wir Dein Interesse geweckt? Dann bewirb Dich jetzt online mit Deinen aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. (inkl. Anschreiben, Lebenslauf, Arbeitszeugnisse/Leistungsnachweis) Wir freuen uns darauf, Dich kennenzulernen! 

Fragen zu dieser Position beantwortet Dir gerne:

Richard Nacke

+49 157 33724465

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE 

www.ise.fraunhofer.de 

Kennziffer: 78475                Bewerbungsfrist: