Solar Technologies go Hybrid
an initiative of Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst

Executive committee:

Prof. Dr. Thomas Bein

Ludwig-Maximilians-Universität München
Department Chemie
Lehrstuhl für Physikalische Chemie und Funktionale Nanosysteme

Butenandtstr. 11, Haus E
81377 München
Germany

Phone: +49 89 2180-77621 (Secretary)
Fax: +49 89 2180-77622

E-mail: bein@remove-this.lmu.de
Link: Bein Research Group

Prof. Dr. Jochen Feldmann

Ludwig-Maximilians-Universtität München
Department für Physik und CeNS
Lehrstuhl für Photonik und Optoelektronik

Amalienstr. 54
80799 München
Germany

Phone: +49 89 2180-3359
Phone: +49 89 2180-3356 (Secretary)
Fax: +49 89 2180-3441

E-mail: feldmann@remove-this.lmu.de
Link: Feldmann Research Group

Key area: Inorganic and hybrid nanosystems

Key Lab Description: English

The conversion of solar to electrical energy is likely to play an important role in shifting from a hydrocarbon-based energy landscape to a more renewable one.  However, the cost of conventional silicon-based technologies can still be inhibitive, and as more solar electricity is generated, so the issues related to its transport and storage become more prevalent.

The Bavarian research network “Soltech – Solar Energy goes Hybrid” will explore alternative material systems, aiming to contribute to the long term solution of these issues.

Here at the LMU, new inorganic, hybrid and nano materials are prepared and investigated in our key lab.  Many of our systems find inspiration in nature’s own solar cell – photosynthesis.  In particular, photosynthesis teaches us to allocate the different roles in solar energy conversion to individual components of the overall system.  This reduces the constraints on each individual material, and opens the way to cheaper, more abundant and easier to prepare materials.

Using these concepts, solar energy can not only be converted into electrical, but also chemical energy.  For example, specific photocatalytic reactions enable the production of hydrogen from water, or even methanol from carbon dioxide and air. Fuel directly produced from sunlight in this way will elegantly solve the transport and storage issues of solar technologies. 

The challenge is to improve the current performance of the existing technologies by a close collaboration with the four other Bavarian key labs.  Within this network, it will be possible to produce new combinations of materials with a high degree of control, as well as to explore new concepts.

The LMU key lab brings together researchers from both physics and chemistry.  Part of the funding will go towards building the Nano-Institute Munich’s research facilities.  This will include clean rooms, as well as modern synthesis and microscopy labs, which will greatly reinforce our experimental infrastructure.

Key Lab Description: German

Die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie ist mit heutigen auf Silizium basierenden Solarzellen kostenintensiv und führt im großen Maßstab unweigerlich zu Transport- und Speicherproblemen. Das bayerische Verbundprojekt „Solar Technologies Go Hybrid“ wird alternative Materialsysteme erforschen, die langfristig zur Lösung  obiger Probleme beitragen könnten.

Die LMU ist an dem Verbund mit einem Key Lab beteiligt, in welchem neuartige anorganische Hybrid- und Nanomaterialien hergestellt und untersucht werden, die in enger Analogie zur natürlichen Photosynthese Lichtenergie in elektrische Energie (Hybride Photovoltaik) umwandeln können. Hierbei kommt es darauf an, leicht herstellbare, nachhaltig verfügbare und kostengünstige Materialien einzusetzen. Mit diesen Konzepten kann nicht nur aus Licht elektrischer Strom produziert werden, sondern Lichtenergie kann auch direkt in chemische Energie umgewandelt werden. 

Spezifische photokatalytische Reaktionen erlauben es beispielsweise, aus Wasser Wasserstoff und aus dem Kohlendioxid der Luft Methanol zu erzeugen. Eine solche direkte Erzeugung von Treibstoff aus Sonnenlicht würde das Transport- und Speicherproblem solarer Technologien in eleganter Weise lösen. Hier gilt es allerdings, die gegenwärtig niedrigen Wirkungsgrade nachhaltig zu verbessern. Durch enge Kooperationen mit den vier anderen bayerischen Key Labs wird es durch die Förderung dieses Verbundprojekts möglich sein, gezielt neue Materialkombinationen herzustellen sowie neuartige Konzeptideen gemeinsam zu verfolgen. 

Das Key Lab der LMU umfasst Laboratorien aus der Chemie und der Physik. Zur Stärkung der experimentellen Infrastruktur wird mit diesen Fördermitteln an der LMU ein neues Forschungsgebäude mit umfangreichen Reinräumen sowie modernen Synthese- und Mikroskopielaboratorien errichtet.