Unsere Gruppe untersucht vielversprechende Materialien für die Energiegewinnung (Solarenergie und thermoelektrische Energie), Energiespeicherung (Batterien und Wasserstoffspeicherung) sowie photokatalytische Anwendungen. Ziel ist die Entdeckung und Untersuchung neuer, kostengünstiger und reichlich vorhandener Funktionsmaterialien für zukünftige Geräte.

Wir setzen Multiskalen-Modellierungstechniken ein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf DFT-basiertem Hochdurchsatz-Materialscreening zur Identifizierung neuer Materialien, ab-initio-Berechnungen zur Vorhersage grundlegender Materialeigenschaften sowie Molekulardynamik- (MD) und kinetische Monte-Carlo-Simulationen (kMC) zur Untersuchung der Dynamik von Systemen.

Auf Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) basierende Solarzellen sind die effizientesten unter den Dünnschichtsolarzellen mit Einzelübergängen. Obwohl die Herstellung dieser Solarzellen eine gut etablierte Technologie ist, werden CIGS-Zellen nur von wenigen Unternehmen produziert. Um die Herstellung von CIGS-Modulen für die Industrie attraktiver zu machen, ist es entscheidend, den Herstellungsprozess zu beschleunigen und den Wirkungsgrad der Zellen zu verbessern. Ziel des speedCIGS-Projekts ist es, robuste, wettbewerbsfähige und effiziente Prozesse für die industrielle Produktion von CIGS-Modulen zu entwickeln. Die außergewöhnliche Effizienz dieses Gemeinschaftsprojektes liegt in der Integration von computergestützter theoretischer Arbeit und experimentellen Studien. Diese Methodik ermöglicht eine effizientere Arbeit auf diesem sehr komplexen Gebiet. In dieser Hinsicht führt unsere Gruppe numerische Simulationen durch, um ein besseres Verständnis des Kristallisationsprozesses zu gewinnen, damit Zellhersteller preisgünstige und hocheffiziente Module herstellen können.

Ein weiteres wichtiges Ziel des speedCIGS-Projekts ist es, neuartige Materialien zu finden, die in Tandemzellen eingesetzt werden können. Tandemzellen bestehen aus zwei oder mehr Teilzellen, die durch Stapeln mehrerer Schichten übereinander aufgebaut werden und den Wirkungsgrad von Solarzellen drastisch erhöhen sollen. Unsere Gruppe führt ein Hochdurchsatz-Materialscreening durch, um Hochleistungsmaterialien für den Einsatz in Tandemzellen einzuführen.