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Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Mit unseren derzeit rund 1.100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern betreiben wir anwendungsorientierte Forschung für die technische Nutzung der Solarenergie und entwickeln Materialien, Systeme und Verfahren für eine nachhaltige Energieversorgung.

Für unsere Abteilung „Solarthermie und Optik“ suchen wir baldmöglichst eine/n Mitarbeiter/in zur Erstellung einer

* Diplom-/Bachelor- oder Masterarbeit * zum Thema: "Optisch schaltbare Fenster: Entwicklung neuer Materialien für Photochrome Systeme"

Kennziffer: ISE-2011-356
Ihre Aufgaben:
Motivation
Moderne Gebäude mit einer großen Verglasungsfläche neigen zur Überhitzung im Sommer, was zu hohem Energieverbrauch zur Kühlung führt. Optisch schaltbare Fenster können ihre Transmission verändern. Im Falle zu hoher Sonneneinstrahlung dunkeln sie ein und vermeiden so eine Überhitzung. Bei geringer Sonneneinstrahlung entfärben sie und ermöglichen eine Nutzung des Sonnenlichts im Gebäude. Diese Technologie ist wichtig für eine nachhaltige Energiewirtschaft, da sie erlaubt, den Energieverbrauch in Gebäuden deutlich zu reduzieren. Letzteres macht etwa 30% des gesamten Welt-Primärenergieverbrauchs aus.

Ein möglicher Ansatz eines photochromen Systems ist die Kombination einer elektrochromen Zelle mit einer Farbstoffsolarzelle in einem sogenannten photoelektrochromen System. Hier werden Elektronen in einer porösen TiO2 Schicht angeregt und in eine poröse WO3 Schicht injiziert, welche sich dann verfärbt. Die Ladungsneutralität wird durch ein Redoxsalz (typischerweise LiI) aufrecht erhalten, welches in einem Elektrolyt gelöst ist. Durch eine dünne Pt-Schicht auf einer Gegenelektrode wird die Rückreaktion katalysiert. Durch Verbinden der beiden Elektroden kann das System geschaltet werden, d.h. Entfärben bei Verbindung, Einfärbung bei offenen Kontakten und Beleuchtung.
Die bisher eingesetzten Materialien erforderten einen hohen Versiegelungsaufwand, um die Stabilität des Systems zu gewährleisten. Daher sollen nun neue Materialansätze geprüft werden, die eine Langzeitstabilität auch in Anwesenheit von Wasser und Sauerstoff erlauben. Dies bezieht sich vor allem auf das Redoxsalz in dem Elektrolyten und dem Farbstoff, der auf dem TiO2 adsorbiert ist.

Aufgabenstellung

So ergeben sich zwei mögliche Aufgabenstellungen:
1.Die Erprobung und Anpassung von stabilen Redoxsalzen für photochrome Systeme
2.Die Erprobung und Anpassung von organischen oder anorganischen photoaktiven Materialien für photochrome Systeme
Beide Themen befassen die Herstellung von Schichten durch Sol-Gel und Sputter-Verfahren sowie die Charakterisierung der einzelnen Materialien und des Gesamtsystems. Dies geschieht durch optische, elektrische und elektrochemische Messungen, wie optische Spektroskopie, Zyklovoltammetrie und Impedanzspektroskopie.

Ihre Voraussetzungen:
– Studium Uni oder FH im Bereich Physik, Chemie, Materialwissenschaften, Umwelt- oder Verfahrenstechnik, oder ähnliche Ingenieursstudiengänge.
– Selbständige und engagierte Arbeitsweise so wie Interesse an experimentellen Arbeiten
– Die Arbeit kann im Rahmen einer Diplom-, Master- oder Bachelor-Arbeit erfolgen, erfordert aber eine Dauer von mindestens 6 Monaten.


Kontakt:
Bitte richten Sie Ihre Bewerbung mit allen wichtigen Unterlagen unter Angabe der Kennziffer an:
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Helena Orvalho
Abt.: STO
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg


Fragen zu dieser Position beantwortet gerne:
Helena Orvalho
Tel.: +49 (0)761 45 88-5956
E-Mail: helena.orvalho@ise.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Freiburg

http://www.ise.fraunhofer.de


Erschienen auf academics.de am 18.11.2011
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