Doktorand*in (m/w/d) im Bereich der Charakterisierung von hocheffizienten III-V Mehrfachsolarzellen

Doktorand*in (m/w/d) im Bereich der Charakterisierung von hocheffizienten III-V Mehrfachsolarzellen

NEU

Teilzeit

Forschung und Lehre

Das Institut für nachhaltige Technologien (INATECH) der Universität Freiburg sucht eine/n Doktorand*in (m/w/d) im Bereich der Charakterisierung von hocheffizienten III-V Mehrfachsolarzellen

Bewerbungsfrist: 29. März 2026

Veröffentlichungsdatum: 13. März 2026

Eintrittstermin: Zum nächstmöglichen Zeitpunkt.

Arbeitsumfang: Teilzeitstelle (75 %)

Kennziffer: 00004894

Beschreibung

Das Institut für nachhaltige Technologien (Inatech) der Universität Freiburg ist eine Partnerschaft zwischen der Universität Freiburg und den 5 Freiburger Fraunhofer Instituten. Die geplante Arbeit wird am Inatech angesiedelt sein und in enger Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE durchgeführt.

Das Fraunhofer ISE ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Die rund 1.300 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.

In der Abteilung 'III-V-Photovoltaik und Konzentratortechnologie' entwickeln wir Mehrfachsolarzellen, die aus mehreren monolithisch gestapelten und elektrisch in Serie geschalteten Teilzellen aus III-V Verbindungshalbleitern wie Galliumarsenid oder Galliumindiumphosphid bestehen. Hierdurch erreichen wir höchste Wirkungsgrade für die Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom von 47,6% und halten den Rekord für die effizienteste Solarzelle der Welt. Die Technologie findet heute Anwendung auf Satelliten, aber wir wollen sie für eine nachhaltige, effiziente und kostenoptimierte Stromerzeugung auf der Erde weiterentwickeln.

Ein wesentlicher Aspekt bei der Weiterentwicklung von Solarzellen ist eine aussagekräftige und hochpräzise Charakterisierung. Insbesondere bei hocheffizienten Mehrfachsolarzellen treten jedoch optische Kopplungseffekte auf, bei denen überschüssige Ladungsträger einer Teilzelle mittels strahlender Rekombination und anschließender Reabsorption teilweise in eine andere Teilzelle übertragen werden können. Dieser Effekt erschwert einerseits die Optimierung der Stromverteilung zwischen den einzelnen Teilzellen, andererseits führt er zu einer Nichtlinearität im Strom, die insbesondere bei Konzentratorsolarzellen bisher in der Kalibrierung nicht berücksichtigt wird und zu einer Unterschätzung des Zellwirkungsgrades führen kann. Beides sind momentan wesentliche Hindernisse, die es uns erschweren, den oben genannten Weltrekordwirkungsgrad auf über 50% anzuheben.

Daher suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine*n Doktorand*in zum Thema 'Quantifizierung und Modellierung optischer Kopplungseffekte in Mehrfachsolarzellen“. Ziel der Arbeit ist es, neue Charakterisierungsmethoden zu entwickeln und zu verifizieren, die ein ganz essentieller Baustein in unserer Solarzellentwicklung werden sollen, um die Weltrekorde der nächsten Generation zu verwirklichen.

Was Du bei uns tust

Du konzipierst Messmethoden, mit denen die nichtlinearen optischen Kopplungseffekte in Mehrfachsolarzellen bestimmt werden können.

Hierzu verschaffst du dir einen Überblick über die