Nicolas Otto

Es geht um neuartige Tandemsolarzellen, für die zwei Dünnschichtmaterialien kombiniert werden, nämlich Perowskit und CIGSe. Der Rekordwirkungsgrad wurde für eine Zelle mit einer Größe von etwas mehr als einem Quadratzentimeter erreicht. Mit dieser Zelle konnten 25,5 Prozent des Sonnenlichts in elektrische Energie umgewandelt werden. Der bisherige Rekord für diese Zellgröße lag bei 24,6 Prozent. Aber ich glaube, dass der Wert inzwischen schon wieder übertroffen wurde. In diesem Forschungsbereich ist unglaublich viel Dynamik. Und es dauert auch immer ein Weilchen, bis zertifizierte Rekorde in den beiden großen Nachschlagewerken der Photovoltaik-Community publiziert werden.  

Mein Spezialgebiet ist die Laserstrukturierung zur Modulverschaltung. Das heißt: Ich trage mit dem Laser in ausgewählten Schichten Material ab und erzeuge somit feine Gräben. Fein meint kleiner als 0.1 Millimeter, ungefähr so dünn wie ein menschliches Haar. So können benachbarte Zellen seriell miteinander verschaltet werden, ohne dass extra Leitungsbahnen aufgebacht werden, wie es bei herkömmlichen Silizium Solarzellen der Fall ist. Die Leistungsfähigkeit der Zelle selbst ist zwar wichtig, aber eine einzige kleine Zelle reicht ja nicht aus. Für die Energiegewinnung braucht man Module und deren zuverlässige Verschaltung ist ein entscheidender Schritt für die industrielle Umsetzung.

Seit Projektbeginn von SOLMATES gab es da große Fortschritte. Am Anfang hatten wir schon mit einzelnen Zellen unsere Probleme, heute stellen wir Module her, mit einem immer höheren Wirkungsgrad. Perspektivisch soll eine Skalierung für die industrielle Fertigung möglich sein. Noch bewegen wir uns mit der Kombination von Perowskit und CIGSe ausschließlich im Labor. Anders ist es bei Tandemsolarzellen aus Perowskit und Silizium. Da kommen bereits die ersten Module auf den Markt. Made in China übrigens. Deutschland ist zwar in der Forschung gut, der Transfer in die industrielle Produktion befindet sich jedoch noch im Aufbau.

Am Kompetenzzentrum Photovoltaik Berlin, dem PVcomB des Helmholtz-Zentrums in Adlershof, mit dem die HTW Berlin eng kooperiert. Hier in der Schwarzschildstraße fahren wir die Versuchsreihen, an denen viele Hände beteiligt sind. Namentlich erwähnen will ich an dieser Stelle meine beiden Kollegen der Forschungsgruppe, Dr. Christof Schultz und Tadeus Ranisch. Es ist wirklich Gemeinschaftsarbeit, in die jeder Erfahrung einbringt und Wissen. Als Trägermaterial für die Solarzellen nutzen wir Glas. Dann geht es in vielen kleinen Arbeitsschritten weiter. Der eine beschichtet, ich setze Schnitte mit dem Laser, dann wird mit einer anderen Methode beschichtet, ich setze den Laser wieder an und so weiter und so fort. Am Ende schauen bzw. messen wir, was gut gelaufen ist und was nicht. Anschließend dokumentieren wir alle Parameter, Rahmenbedingungen und Ergebnisse.

Ich würde sagen: Geduld und Fleiß. Geduld, weil bei diesen unzähligen Versuchsreihen keine schnellen Erfolge zu erzielen sind. Manchmal ist es schwer zu sagen, warum es in dem einen Fall geklappt hat und im anderen Fall nicht. Davon darf man sich nicht entmutigen lassen. Und Fleiß, weil ich eine Prozesskette, die einmal begonnen wurde, auch beenden will. Das kann schon mal von 10 Uhr bis 20 Uhr dauern, wobei die morgendliche Vorbereitung da nicht eingerechnet ist.

Ich mag diese Forschung, weil es sich nicht um pure Grundlagenphysik handelt, sondern wir am Ende ein funktionierendes Solarmodul vor uns haben, bei dem man Spannung abgreifen kann und der Erfolg in Form des Wirkungsgrads in Zahlen messbar ist. Besondere Freude habe ich daran, unsere Erkenntnisse und Zwischenergebnisse auf internationalen Meetings und Konferenzen vorzustellen. Das in englischer Sprache zu tun, war anfangs etwas ungewohnt. Doch auch hier im PVcomB ist der Anteil an internationalen Kolleginnen und Kollegen sehr hoch. Manchmal stellt man in einem Gespräch erst nach zehn Minuten fest, dass man mit seinem Gegenüber auch deutsch sprechen könnte. Doch inzwischen fallen mir die deutschen Bezeichnungen meistens gar nicht mehr ein. 

Nein, das gab es noch nicht, als ich die Doktorarbeit Anfang 2025 angemeldet habe. Meine Promotion läuft kooperativ. Prof. Dr. Steve Albrecht von der TU Berlin ist mein Erstbetreuer, an der HTW Berlin begleitet mich Prof. Dr. Bert Stegemann. Außerdem bin ich Gast am HZB und arbeite dort eng mit anderen Gruppen und Mitarbeiter*innen am PVcomB zusammen. Gerade schreibe ich an meinem ersten wissenschaftlichen Paper und habe auch einen Zeitplan vorgelegt, wie ich in den nächsten zwei Jahren fertig werden kann. Zu 100 Prozent verlassen kann ich mich darauf allerdings nicht. Bei der Vielzahl von Experimenten, auf die es ankommt, kann immer etwas schief gehen. 

Hmm … tendenziell eher einen Tee - außer wir würden uns auf einer Konferenz treffen, dann dürfte es auch für mich mal ein Kaffee sein. Ich würde mich gerne mit jemandem aus dem wissenschaftlichen Umfeld unterhalten, allerdings nicht unbedingt mit einem reinen Wissenschaftler, sondern mit einer Person, die Wissenschaft verständlich und begeisternd vermitteln kann. Spontan fallen mir Harald Lesch oder Mai Thi Nguyen-Kim ein. Ich schaue ihre Videos sehr gerne und finde es beeindruckend, wie sie komplexe Themen so erklären, dass sie auch für ein breites Publikum nachvollziehbar werden.