ERC Starting Grant für Michael Saliba
Jülich/Stuttgart, 10. Januar 2022 - Perowskite sind der Rising Star der Halbleitertechnik und ein vielversprechendes Ausgangsmaterial für Solarzellen, Leuchtdioden oder Detektoren in der Medizintechnik. Dabei können insbesondere Perowskit-Dünnschichten aus einer Lösung heraus hergestellt werden. Allerdings lässt sich mit derzeitigen Kristallisationsmethoden das Schichtwachstum nur schwer kontrollieren. Prof. Michael Saliba vom Institut für Photovoltaik (ipv) der Universität Stuttgart, der am Forschungszentrum Jülich die Helmholtz-Nachwuchsgruppe FRONTRUNNER leitet, will genau dieses Wachstum künftig mit Licht steuern und erhält dafür vom Europäischen Forschungsrat (ERC) einen mit 1,5 Millionen Euro dotierten ERC Starting Grant. Mit den ERC Starting Grants fördert der Europäische Forschungsrat herausragende Wissenschaftler:innen in einer frühen Karrierephase für innovative Vorhaben in der Grundlagenforschung.
Perowskite, benannt nach dem russischen Mineralogen Lev Perowski, sind eine neue Klasse von kostengünstigen Halbleitern, die das bahnbrechende Potenzial haben, auf höchst effiziente Weise Energie zu erzeugen und zu nutzen. Dünne Perowskitschichten werden u.a. abgeschieden, indem eine flüssige Tinte durch eine spezielle Trocknung in einen Festkörper überführt wird.
Die derzeitigen Kristallisationsmethoden für diesen flüssig-zu-fest-Phasenübergang führen jedoch häufig zu einem unkontrollierten Wachstum des Films, der nicht etwa homogen aussieht, sondern sich – ähnlich wie ein Mosaik – aus vielen schollenartigen Körnern unterschiedlicher Größe zusammensetzt. An den Grenzen dieser Schollen beziehungsweise Körner kommt es häufig zu unerwünschten Effekten, wie das Eindringen von Wasser aus der Atmosphäre. Der Mangel an hochwertigen Materialien mit großen, kontrollierten Körnern behindert die Entwicklung von lösungsbasierten Halbleitern.
Vor diesem Hintergrund möchte Michael Saliba in seinem Projekt LOCAL-HEAT (Controlled Local Heating to Crystallize Solution-based Semiconductors for Next-Generation Solar Cells and Optoelectronics) das Nukleations- und Kristallisationsverhalten von Halbleiterfilmen beim Übergang von der flüssigen zur festen Phase mit Licht steuern. Dieses Licht soll lokal Wärmepakete erzeugen, die letztendlich in kontrollierten Körner und damit Dünnschichten resultieren.
Die lokale Erwärmung will Saliba durch die Entwicklung zweier neuartiger Methoden erreichen: zum einen mit örtlich genau einstellbaren Laserstrahlen und zum anderen durch die sogenannte thermoplasmonische Erwärmung metallischer Nanoteilchen. Diese fungieren damit als verstärkende Antennen, um einfallendes Licht lokal in Wärme umzuwandeln. Die neue Methode soll Perowskit-Solarzellen ermöglichen, die höchste Effizienzen aufweisen und eine Lebensdauer über mehrere Jahrzehnte erreichen.
Die Helmholtz-Nachwuchsgruppe FRONTRUNNER startete im August 2019 am Jülicher Institut für Photovoltaik. Die Gruppe fokussiert sich auf Hochgeschwindigkeits-Verfahren zur Materialforschung und -entwicklung im Bereich der Perowskite.
Pressemitteilung der Universität Stuttgart: „ERC Starting Grant für Prof. Michael Saliba“ (10. Januar 2022)
Pressemitteilung „Exzellente Neugier“ (21. Oktober 2021)
Pressemitteilung „Sechs Jülicher Wissenschaftler sind "Highly Cited Researcher" (16. November 2021)
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