SE-ALM - Spin- and Blade-Coating Roboter

Das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) forscht an Lösungen für eine klimaneutrale Gesellschaft. Forscherinnen und Forscher entwickeln und optimieren effiziente und kostengünstige Materialien für Solarzellen, Batterien und Katalysatoren. Diese Energiematerialien sind wesentliche Bausteine auf dem Weg zu einer CO2-neutralen und sicheren Energieversorgung. Das wichtigste Werkzeug ist die Röntgenquelle BESSY II, die intensives Licht im weichen Röntgenbereich liefert. Mit ihr untersuchen Forscher*innen die Struktur von Energie- und Quantenmaterialien und deren Funktionsweise. Außerdem erforschen wir neue Konzepte für beschleunigerbasierte Röntgenquellen und entwickeln neue Instrumente mit immer höherer Messgenauigkeit. BESSY II wird durchschnittlich 2700 Mal pro Jahr von Gastforschern aus 28 Ländern besucht. Sie nutzen das Licht von BESSY II unter anderem zur Untersuchung von Proteinen, Speichermaterialien und Kulturgütern. Als Deutschlands einzige Quelle für weiche Röntgenstrahlung ist BESSY II für die nationale und internationale Forschungsgemeinschaft unverzichtbar. Metallhalogenid-Perowskit-Solarzellen haben sich als vielversprechende und kostengünstige Photovoltaik-Technologie herauskristallisiert. Die Skalierung der Materialabscheidung auf anwendungsrelevante Bereiche ist eine große Herausforderung für Forschung und Entwicklung, der sich unsere Gruppe stellen wird. Als Abscheidungsmethoden konzentriert sich unsere Gruppe auf skalierbare Abscheidungsmethoden wie die Slot-Die-Beschichtung und den Tintenstrahldruck, die wir für die Abscheidung von Metallhalogenid-Perowskit-Halbleitern optimieren werden. Dazu gehören die Entwicklung von Vorläufertinten, die Optimierung der Beschichtungs- und Druckprozessbedingungen und die Realisierung von großflächigen Metallhalogenid-Perowskit-Modulen. Zum Verständnis des Dünnschichtwachstums und zur Analyse von großflächigen Metallhalogenid-Perowskit-Schichten entwickeln wir Werkzeuge zur prozessbegleitenden Überwachung von Verarbeitungsschritten und setzen Mapping- sowie bildgebende Verfahren ein. Im Rahmen des HySPRINT-Innovationslabors streben wir die Realisierung von großflächigen Tandemmodulen an, was die Entwicklung von großflächigen Metallhalogenid-Perowskit-Modulen mit Bandlücken erfordert, die dem Absorber der unteren Zelle entsprechen. Um die Arbeiten in der Abteilung Lösungsprozessierung hybrider Materialien und Bauelemente am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie erfolgreich durchführen zu können, ist es notwendig, die Infrastruktur mit einem vollautomatischen Instrument zur Spin- und Bladebeschichtung sowie zur optischen und elektrischen Charakterisierung von dünnen Schichten und kompletten Bauelementen weiter auszubauen. Die Roboterplattform wird dazu beitragen, die Herstellung und Charakterisierung von optoelektronischen Bauelementen zu rationalisieren. Darüber hinaus wird die Plattform die Erforschung neuer, von Perowskiten inspirierter Materialien für Energieanwendungen beschleunigen.