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

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

• Application deadline: 29. March 2026
• Publication date: 13. March 2026
• Start-date: At the earliest possible date.
• Scope of work: Teilzeitstelle (75 %)
• Id no.: 00004894

Description

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 bestehenden Messmöglichkeiten und passt diese an, wenn nötig durch Erweiterung vorhandener, bzw. Aufbau neuer Messplätze.
• Du wendest deine neuen Charakterisierungsmethoden an hocheffizienten Mehrfachsolarzellen an und ermöglichst dadurch eine Quantifizierung der optischen Kopplungseffekte.
• Du gleichst deine Ergebnisse mit theoretischen Modellen ab und ermöglichst dadurch ein tieferes Verständnis der Physik von Mehrfachsolarzellen.
• Du wertest die Ergebnisse aus und erstellst wissenschaftliche Publikationen.

 

Was Du mitbringst

• Du verfügst über ein abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master) in Physik oder einer vergleichbaren Fachrichtung.
• Du hast idealerweise schon Erfahrung in der Physik von Halbleitern und elektrischer Messtechnik.
• Du planst und erledigst Aufgaben selbständig und mit hoher Qualität.
• Es fällt dir leicht, innovative Ideen und Problemlösungen zu entwickeln.
• Du bist grundsätzlich bereit einen Antrag für ein Promotionsstipendium mit uns gemeinsam zu entwickeln.
• Du kannst dich sicher sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache ausdrücken.
• Der routinierte Umgang mit Microsoft Office, MS Teams, Outlook ist für dich selbstverständlich.

Was Du erwarten kannst

• Du arbeitest in einem internationalen Team mit den Besten auf diesem Fachgebiet.
• Eine einmalige Laborinfrastruktur ermöglicht dir anwendungsorientierte Forschung auf höchstem internationalem Niveau.
• Du erhältst Zugang zu einem breiten beruflichen Netzwerk in Wissenschaft und Industrie.
• Im Doktorand*innen Kolloquium kannst du regelmäßig wissenschaftliche Präsentationen üben und wertvolles Feed-back zu deiner Arbeit erhalten.
• Wir ermöglichen es dir, deine wissenschaftlichen Ergebnisse selbst auf Konferenzen vorzustellen.
• Wir bieten flexible Arbeitszeitmodelle und geben dir die Möglichkeit, auch von zu Hause zu arbeiten.
• Dazu pflegen wir eine kooperative Arbeitsatmosphäre und eine offene Kommunikation. 
• Wir legen Wert auf Chancengerechtigkeit und geben Raum für Vielfalt.
• Du kannst an attraktiven Sport- und Gesundheitsangeboten und After-Work-Aktivitäten teilnehmen.

Bei weiteren Fragen wende dich gerne an:

Dr. Gerald Siefer  
+49 761 4588-5433
gerald.siefer@ise.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE 

www.ise.fraunhofer.de 

 

Die Stelle ist befristet bis 30. April 2029. Die Vergütung erfolgt nach E13 TV-L.

Für die hier ausgeschriebene Position freuen wir uns besonders über Bewerbungen von Frauen.

Application

Bitte bewerben Sie sich mit aussagekräftigen Unterlagen und Belegen unter Angabe der Kennziffer 00004894 bis spätestens 29. March 2026. Ihre Bewerbung richten Sie bitte in schriftlicher oder elektronischer Form an:

Albert-Ludwigs-Universität 
INATECH 
Dr. Oliver Höhn / Vanessa Schultz 
Solar Info Center
Emmy-Noether-Straße 2
79110 Freiburg

Für nähere Informationen steht Ihnen Herr Dr. Oliver Höhn unter Tel. +49 761 4588 5966 oder E-Mail oliver.hoehn@mail.inatech.uni-freiburg.de zur Verfügung.