Studentische Hilfskraft (w/m/d) »Spektrale und ortsaufgelöste Analysen von Tandemsolarzellen«

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist eine der führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. Rund 32 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,4 Milliarden Euro.

Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP ist eine Gemeinschaftseinrichtung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und sucht eine studentische Hilfskraft (w/m/d) zur Bearbeitung des wissenschaftlichen Themas »Spektrale und ortsaufgelöste Analysen von Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen«.

Im Rahmen der Arbeit sollen Messverfahren und Datenanalysemethoden basierend auf (hyper)spektraler Datenerfassung in Kombination mit lokalen, spektralaufgelösten Messungen an Tandemsolarzellen der neuesten Generation etabliert und getestet werden.

In modernen Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen werden komplexe Schichtstapel mit möglichst hoher lateraler Uniformität und definierten Dicken und Zusammensetzungen der Einzelschichten benötigt. Zur Sicherstellung der Qualität der Schichten und der Prozesskontrolle sollen schnelle, bildgebende und spektralaufgelöste Verfahren (hyperspectral imaging – HSI) untersucht werden. Diese spektral- und ortsaufgelösten optischen Messungen ermöglichen einen schnellen Zugang zu entsprechenden Informationen für eine Probe, um damit die laterale Qualität und Homogenität der Schichtabscheideprozess zu kontrollieren.

Was Sie bei uns tun

Im Rahmen der Arbeit sollen unterschiedliche Varianten und Proben von Tandemsolarzellen untersucht werden. Dazu sind zum einen hyperspektrale Bilddaten mittels VNIR- oder SWIR-Kamera aufzunehmen. Die Bilddaten sollen dann mittels bestehender Python-Software-Tools vorbehandelt werden, z. B. Ausgleich von Helligkeitsunterschieden. Weiterhin sollen die Spektren einzelner Bereiche untersucht und verglichen werden, um nicht-uniforme Bereiche der Proben zu identifizieren. Dabei können vorhandene Software-Tools aus dem Bereich des maschinellen Lernens (vor allem clustering, z. B. k-means, und classification, z. B. support vector machine) genutzt werden bzw. sind diese weiterzuentwickeln.
Zusammen mit dem Partner LayTec sollen zusätzliche lokale spektralaufgelöste Messungen in identifizierten Bereichen mit durch die HSI-Messungen erkannten Unregelmäßigkeiten erfolgen. Dabei sollen die Daten auch mittels von LayTec bereitgestellter optischer Modelle hinsichtlich ihrer Schichtstapelzusammensetzung analysiert werden.
In einem dritten Teil der Arbeit werden einzelne ausgewählte Stellen mittels Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) oder Photoelektronenspektroskopie (XPS) hinsichtlich ihrer realen Materialzusammensetzung und -abfolge analysiert. Diese Daten sollen mit den HSI-Messungen und lokalen spektralen Messungen korreliert werden.
Durch diese drei Teile 1) hyperspektrale Bildgebung und machine learning zur Erkennung von Nicht-uniformitäten, 2) lokale spektrale Messung und Anwendung von Modellen zur Schichtstapelanalyse, sowie 3) Korrelation mit materialanalytischen Untersuchungen basierend auf ToF-SIMS/XPS-Messungen soll ein Workflow zur schnellen Fehleridentifizierung in modernsten Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen etabliert werden.

Was Sie mitbringen

Aktuelle Immatrikulation in einem naturwissenschaftlichen oder technischen Studienfach
Interesse an anwendungsnaher Forschung und Entwicklung
Erste Erfahrung in der Programmierung und Nutzung von Python-Algorithmen
Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
Kreativität, Zuverlässigkeit, gute Kommunikationsfähigkeiten und hohes Maß an Motivation

Was Sie erwarten können

Interessante Einblicke in die Forschungspraxis und den Alltag einer anwendungsorientierten Forschungsorganisation
Einarbeitung und Betreuung in das Forschungsgebiet durch erfahrenes wissenschaftliches Personal
Praxisorientierte abwechslungsreiche Tätigkeiten als Ergänzung zum Studium
Flexible Gestaltung der Arbeitszeit und damit optimale Vereinbarkeit von Studium und Job
Zentrale Lage auf dem Weinberg Campus mit guter Verkehrsanbindung

Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt mindestens 10 Stunden und maximal 20 Stunden. Auf Wunsch kann die Arbeitszeit in der vorlesungsfreien Zeit aufgestockt werden. Die Vergütung ist abhängig vom Abschlussgrad Ihrer Hochschulausbildung.

Es besteht die Möglichkeit, zum beschriebenen Thema eine Abschlussarbeit anzufertigen.

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.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann bewerben Sie sich jetzt online mit Ihren aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. Wir freuen uns darauf, Sie kennenzulernen!

Fragen zu dieser Aufgabenstellung beantwortet Ihnen gern:

Dr. Marko Turek

Tel. 0345 5589-5121

marko.turek@imws.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

www.imws.fraunhofer.de

Kennziffer: 76921

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