Susanne Richter erhält Heinz-Bethge-Nachwuchspreis für Mikroskopie

Für ihre Dissertation ist die Physikerin Dr. Susanne Richter mit dem Nachwuchspreis der Heinz-Bethge-Stiftung für angewandte Elektronenmikroskopie ausgezeichnet worden. Die 32-Jährige forscht am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP und erhielt die mit 500 Euro dotierte Auszeichnung im Rahmen der Jahresversammlung der Stiftung am 17. November 2016 in Halle. Die Ergebnisse ihrer Forschung können dazu beitragen, die Zuverlässigkeit von Solarzellen zu steigern und Hocheffizienz-Solarzellenkonzepte weiter zu entwickeln.

Die Heinz-Bethge-Stiftung honoriert mit dem Nachwuchspreis herausragende Master-, Diplom- und Promotionsarbeiten, in deren Mittelpunkt theoretische beziehungsweise experimentelle Beiträge zur Mikroskopie beziehungsweise Mikrostrukturaufklärung mittels mikroskopischer oder elektronenoptischer Techniken stehen. Wie wichtig diese Methoden beispielsweise für die Forschung zu einer nachhaltigen Energieversorgung sind, zeigt die Doktorarbeit von Susanne Richter in eindrucksvoller Weise. Mit dem Preis sollen die Auseinandersetzung von Studierenden und jungen Wissenschaftlern mit mikroskopischen Techniken gefördert werden, so Professor Dieter Katzer, stellvertretender Vorstandsvorsitzender der Bethge-Stiftung.

In ihrer Doktorarbeit nahm Susanne Richter den Kristallisationsprozess von Silizium in den Blick. Dabei entstehen strukturelle Defekte im Material durch nichtmetallische Fremdelemente wie Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff – solche Störungen im dreidimensionalen Kristallgitter können sich negativ auf den Wirkungsgrad oder die Lebensdauer der späteren Solarzellen auswirken, wenn es beispielsweise zu Kurzschlüssen kommt.

Ziel der Arbeit Entstehung und Charakterisierung von nichtmetallischen Fremdphasen bei Siliziumskristallisationsprozessen für die Photovoltaik war es, ein tiefergehendes Verständnis der dabei ablaufenden Prozesse zu gewinnen. Zuerst wurde ein Messverfahren weiterentwickelt, um die mikroskopisch kleinen Fremdphasen in ihrer Zusammensetzung hochaufgelöst untersuchen zu können. Richter betrachtete dabei verschiedene Kristallisationsverfahren (Float Zone, Czochralski, Vertical Gradient Freeze) und ermittelte, ab welchem Wert die Konzentration von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff im Silizium kritisch wird, wie sich die entstehenden Fremdphasen klassifizieren lassen und wie man aus ihren Eigenschaften Rückschlüsse auf ihre Entstehungsbedingungen im Siliziumkristall ziehen kann.

Die Erkenntnisse tragen dazu bei, defektreiches Material frühzeitig zu erkennen. So ist sichergestellt, dass es nicht weiter verarbeitet wird und der Herstellungsprozess optimiert werden kann.

In ihrer künftigen Forschungsarbeit in der Gruppe Diagnostik Solarzellen am Fraunhofer CSP, in der sie seit 2008 tätig ist, wird sich die Physikerin schwerpunktmäßig mit der strukturellen und chemischen Analyse von Oberflächen und Grenzflächen an alternativen Substraten beschäftigen. Der Preis der Heinz-Bethge-Stiftung ist dabei ein großer Ansporn. Die von Richter untersuchten Defekte im Submikrometer- bis in den Millimeterbereich erforderten die Anwendung von verschiedenen licht- und elektronenmikroskopischen Verfahren. Dies war nicht nur für ihre Arbeit essenziell, sondern zeigt auch die Bedeutung dieser Methoden für die Weiterentwicklung der Photovoltaik insgesamt.

Die Preisträgerin wurde von einer internationalen Jury ausgewählt, die dabei die Relevanz der eingereichten Arbeiten für anwendungsorientierte Fragestellungen, die Originalität des Lösungsansatzes zur Strukturaufklärung, die Komplexität der mikroskopischen Charakterisierung oder der Präparationsmethodik sowie die wissenschaftliche Qualität bewertete. Das Preisgeld wird von der Commerzbank AG gestiftet.

http://www.imws.fraunhofer.de