Masterarbeit „Modulintegration ultradünner III-V-Mehrfachsolarzellen"

Als eines der weltweit größten Solarforschungsinstitute leistet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE einen wesentlichen Beitrag für eine nachhaltige, wirtschaftliche, sichere und sozial gerechte Energieversorgung weltweit. Unser Ziel ist es, die Energiewende mit konkret umsetzbaren technologischen Lösungen voranzutreiben – durch exzellente Forschungsergebnisse, erfolgreiche Industriekooperationen und Firmenausgründungen. Hierfür forschen wir mit unseren rund 1.300 Mitarbeitenden in den vier Schwerpunkten Energiebereitstellung, Energieverteilung, Energiespeicherung und Energienutzung. Die hochmoderne FuE-Infrastruktur des Fraunhofer ISE mit 22.300 m² Laborfläche ermöglicht Spitzenforschung auf internationalem Niveau. Hier sorgst Du für Veränderung Du möchtest die Energiewende aktiv mitgestalten und Deine Masterarbeit in einem zukunftsrelevanten Forschungsfeld durchführen? Bei uns findest Du die wissenschaftliche Expertise und die technische Infrastruktur, um dieses Ziel zu verwirklichen. Du unterstützt unsere Abteilung „Modultechnologie“, welche sich mit der Entwicklung und Fertiung von innovativen Solarmodulen für unterschiedliche Anwendungen beschäftigt. Dazu zählen unter anderem fahrzeugintegrierte Lösungen, dachziegelartige Formate sowie farbige und besonders leistungsstarke Solarmodule. Zum Einsatz kommen sowohl Einfach-Silizium- als auch III-V-Mehrfachsolarzellen. III-V-Mehrfachsolarzellen bestehen aus mehreren übereinander gestapelten Teilzellen auf Basis verschiedener Verbindungshalbleiter der Hauptgruppen III und V, beispielsweise GaAs. Mit Dreifachsolarzellen konnten wir bereits ein Weltrekordmodul mit einem Wirkungsgrad von 34,4% realisieren. Die ausgeschriebene Masterarbeit ist in das WSS-Projekt eingebettet (https://www.ise.fraunhofer.de/de/presse-und-medien/news/2025/nachhaltige-energiewende-werner-siemens-stiftung-foerdert-forschung-zu-hoechsteffizienter-tandemphotovoltaik.html), in dem wir hocheffiziente III-V-Mehrfachsolarzellen sowie deren Modulverschaltung weiterentwickeln. Zur weiteren Steigerung von Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Modulwirkungsgrad sollen künftig ultradünne Solarzellen auch auf Modulebene eingesetzt werden. Aufgrund ihrer geringen Dicke weisen diese Zellen ein folienartiges mechanisches Verhalten auf und eröffnen damit sowohl neue Herausforderungen als auch neue Potenziale für die Modulentwicklung, die im Rahmen der Arbeit untersucht und genutzt werden sollen. In unserem Solarmodul-Produktionslabor Module-TEC stehen Industrieanlagen zur Zellverschaltung und Modulherstellung zur Verfügung, die für die Entwicklung neuartiger Verschaltungskonzepte sowie die Optimierung von Laminationsprozessen genutzt werden. Ziel der ausgeschriebenen Masterarbeit ist die Entwicklung und experimentelle Validierung eines Verschaltungs- und Laminationsprozesses, der die prozesssichere Integration ultradünner III-V-Mehrfachsolarzellen in ein Solarmodul ermöglicht. Zur Unterstützung für unsere Gruppe "Einkapselung und Integration" suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine Studentische Hilfskraft mit der Gelegenheit zur Erstellung einer Masterarbeit für die folgenden Tätigkeiten: Dein Ziel ist die Entwicklung eines Verschaltungskonzepts und eines Laminationsprozesses zur Herstellung eines Moduls mit ultradünnen Zellen. Du arbeitest Dich in den Stand der Forschung zu ultradünnen III-V-Mehrfachsolarzellen und deren Modulintegration ein. Du entwickelst ein geeignetes Verschaltungs- und Laminationskonzept für ultradünne Solarzellen auf Basis der vorhandenen Anlagen. Du planst und führst experimenteller Arbeiten an Anlagen zur Zellverschaltung und Modulherstellung durch. Du stellst Demonstratoren her und charakterisierst sie. Du analysierst und optimierst Prozessparameter hinsichtlich prozesssicherer Zellintegration. Du bewertest und dokumentierst die Ergebnisse und präsentierst diese. Du führst elektrische Charakterisierung von verschalteten und laminierten Solarzellen zur Untersuchung von verschaltungs- und laminationsbedingten Zelldefekten durch.