Dr. Artem Musiienko: COMET-PV
Im Rahmen des Projekts "COMET-PV" will Dr. Artem Musiienko die Entwicklung von Perowskit-Solarzellen deutlich beschleunigen. Er nutzt Robotik und KI, um die vielfältigen Variationen in der Materialzusammensetzung von zinnbasierten Perowskiten zu analysieren.
Metallhalogenid-Perowskite sind eine große Materialklasse mit exzellenten opto-elektronischen Eigenschaften. Aus diesem Grund eignen sie sich für leistungsstarke Solarzellen, insbesondere in Kombination mit Solarzellen aus Silizium oder anderen Halbleitermaterialien. Ein weiterer Vorteil der Metallhalogenid-Perovskite liegt darin, dass sie aus kostengünstigen Materialien bestehen und sich mit einfachen Verfahren herstellen lassen. Sie lassen sich bei geringen Temperaturen einfach auf ein geeignetes Substrat aufsprühen oder -drucken.
Der Wettbewerb ist jedoch hart, und es gibt unendlich viele mögliche Variationen innerhalb der dieser Materialklasse. Langfristige Stabilität bleibt hier eine große Herausforderung. Unter realen Bedingungen – darunter Feuchtigkeit, Hitze und Lichteinwirkung – sind Perowskite anfällig für Zersetzung. Zudem ist es wichtig, dass diese Materialien nachhaltig sind, da viele leistungsstarke Perowskite auf giftige oder knappe Elemente angewiesen sind. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, sind neue Ideen in der Materialentwicklung und schnellere Wege der Forschung nötig.
Forschung neu gedacht: schneller und automatisiert
Hier setzt das Projekt “COMET-PV” von Dr. Artem Musiienko an: Musiienko wird ein Labor für optoelektronische Hochdurchsatzmessungen mit robotergestützter Durchführung und automatischer Datenauswertung einrichten. Im Mittelpunkt der Forschung steht die Klasse der zinnbasierten Perowskite. Diese Materialien liegen in ihrer Entwicklung deutlich hinter den bleibasierten Perowskiten zurück. Die Einbindung von Zinn in die entsprechenden Schichten bietet langfristig jedoch viele Vorteile.
Zinn kann einen höheren Wirkungsgrad, verbesserte Nachhaltigkeit und größere Stabilität bieten. Zinnbasierte Perowskite sind ein vielversprechender Ansatz, um die mit Blei verbundenen Umweltprobleme zu verringern. Gleichzeitig eröffnen sie neue elektronische und optische Eigenschaften, die die Leistung verbessern können.
Ziel von “COMET-PV” ist es, die Materialforschung deutlich zu beschleunigen. Dafür wird ein neuer robotergestützter Ansatz entwickelt, mit dem sich eine große Anzahl von Materialzusammensetzungen automatisch analysieren lässt. So können deren Eigenschaften in sehr kurzer Zeit gemessen und ausgewertet werden. Die entstehenden Daten werden mithilfe von Methoden der künstlichen Intelligenz analysiert, um vielversprechende Materialien gezielt zu identifizieren. Langfristig sollen so auch höhere Wirkungsgrade von über 35 % erreicht werden.
Nachwuchsgruppenleiter Dr. Artem Musiienko
Dr. Artem Musiienko ist Photovoltaikwissenschaftler und Forschungsleiter im Bereich der Solarzellen der nächsten Generation, wobei sein Schwerpunkt auf Perowskit-Technologien liegt, die auf hohen Wirkungsgrad und langfristige Stabilität abzielen. Seine Arbeit hat zu mehreren Weltrekord-Bauelementen sowohl bei blei- als auch bei zinnhaltigen Perowskit-Solarzellen beigetragen, darunter Ein- und Tandem-Architekturen.
Er ist Autor von mehr als 42 begutachteten Publikationen, darunter über 20 als korrespondierender Autor, mit einem h-Index von 23 und mehr als 2500 Zitaten. Darüber hinaus hält er sechs Patente, die ultrastabile Perowskit-Solarzellen, neue selbstorganisierte Monoschichtmaterialien sowie fortschrittliche Methoden zur Messung der photovoltaischen Effizienz und des Ladungstransports abdecken. Seine Beiträge wurden international gewürdigt, unter anderem mit dem Best Innovator Award 2023 der Marie Curie Alumni Association.
Nach einem Marie-Skłodowska-Curie-Stipendium in der Gruppe von Prof. Antonio Abate am Helmholtz-Zentrum Berlin absolvierte er mehrere Postdoc-Stationen und war etwa zwei Jahre lang als stellvertretender Direktor in der Abteilung für neuartige Materialien und Grenzflächen für photovoltaische Solarzellen tätig. Seit 2025 leitet er die Gruppe “Robotised Material and Photovoltaic Engineering” am Helmholtz-Zentrum Berlin, die mit rund 2 Millionen Euro vom BMFTR gefördert wird.