R&D

• Sind Standort für Innovative Unternehmen und Existenzgründer
• Synergie von FOrschung, Universitäten und Unternehmen
• Partner profitieren von gemeinsamer Infrastruktur und Beratung-sowie Coaching

Berlin:

• Technologie- und Innovationspark: Umwelttechnik, Medien
• Technologiezentrum am Borsigturm: Verkehr, Logistik
• Berlion Biotechpark: Biotechnologie, Pharmazie

WISTA, Adlershof als einer der größten Scienceparks weltweit: Photovoltaik, Biotechnologie, Medien

• 2008 an der HTW erbaut --> Living Equia: Living ecological quality and integration of ambience
• für Solar Decathlon Europe (2010, Madrid, internationaler studentischer Wettbewerb)
• Ziel: Entwicklung und bau eines Plus-Energie-Hauses: Haus, dessen Bewohner sich ausschließlich durch Kraft der Sonne versorgen
• BEwertung: Architektur, Solar- und Photovoltaikkonzept, Komfort, Soziales u. Strategie

1. Photovoltaik-Konzept
   • Stromerzeugung über Dachmodule und Verschattungselemente (auf Dach + zusätzlich)
   • Wechselstromrichter notwendig und Batterike für autarke Stromversorgung
   • Produktion > Verbrauch sowohl in Berlin als auch in Madrid
2. Solarthermiekonzept
   • Wände enthalten Lehmplatten mit Phase-Change-Material (Nutzung des Phasenübergangs der eingelagerten Paraffine/ Salzhydrate)
   • Warmwassererzeugung über Solarthermiekollektoren, Lüftungsgerät für Wärmeaustausch
   • Reversible Wärmepumpe. Sommer: Kühlschrankprinzip o. Winter als Heizung

1. Spin-Testing: Rotatorische Betriebslastensimulation --> Untersuchung der Festigkeit rotierender Teile auf Schleuderprüfständen (hohe Geschwindigkeiten und unterschiedliceh Temperaturen)
2. LCF/HCF-Test:  zur Ermittlung der Lebensdauer von Werkstoffen unter konstanten dynamischen Belastungen (Zug/Druck-Prüfmaschine bis zum Versagen) --> Wöhlerkurve für niederzyklische (<10^4 Schwingspiele) oder hochzyklische Ermüdung (10^4 bis 2*10^6 Schwingspiele)
3. Vibration-Test: Unteruschung der durch Schwingung auftretenden Belastungen und ihrer Folgen (Mixed Mode: Kombi aus sinusförmiger und stochastischen (Rausch)-Signalen: überlagerte Schwingungsanregung -Realität)
4. Struktur-Test: Windmiling (Vibrationssimulation), Stoß-Test( Verformung durch Fallstoßturm oder Druckluft)
5. Zerstörungsfrei: Akustisch, Farbeindringprüfung, Wirbelstrumprüfung

Deterministik: Bekannten Gesetzen --> selbe Eingaben führen zu selben Aussagen

• z.B: Sinuförmige Schwingungen --> Muster, sodass Wert vollkommen vorhersagbar (bestimmt) ist --> mathematisch exakt berechenbar (Pendel, Sinus)

Stochastik: Wahrscheinlichkeitverteilung, Prognosen

• rauschförmige Anregung (sämtliche Frequenzen eines Bereiches) --> Wete sidn NOrmalverteilt --> Frequenz tritt mit einer bestimmten Wahrscheinlich keit auf, daher unbestimmt)

• Störgröße bei breitem unspezifischen Frequenzspektrum durch Überlagerung vieler Schwingungen mit unterschiedlicher Amplitude und Frequenz
• ANwendung im Vibration-Test: Mixed-Mode Sinus über Rauschem. Rauschen über Rauschen)

1. Zonenschmelzverfahren (Float-Zone)
   • Tiegelfreies Verfahren für Hochreine Kristalle --> Wiederholung zur Reinigung (Lösen der Fremdsubstanzen)
   • Impfkristall wird mit geschmolzenem polykristallinen Stab vverbunden (Annahme der Gitterstruktur)
   • Schmelzzone bewegt sich nach oben und durch ROtation wird gleichmäßig geschmolzen
2. Czocralski-Verfahren
   • AUsgangsmaterial wird im Tiegel wenige Grad über Schmelzpunkt gehalten
   • Keim wird eingetraucht und mit Drehbewegung langsam herausgezogen --> Einkristall, hochrein
   • Ziehgeschwindigkeit wird kontinuierlich verringert
3. Verneuil-Verfahren
   • mit Sauerstoff angereichertes Ausgangsmaterial trifft auf Flamme --> Verflüssig pulver
   • flüssiges Material tropf auf Tragestange und bildet Kristall --> selbe Temperatur, lange Zeit
4. Bridgman Verfahren
   • Impfkristall in Berügung mit Schmelze im Tiegel
   • Tiegel wird in Kalte zone gezogen, wbei Kristall zu wachsen beginnt 
   • Horizontale und vertikale Variante

1. Monokristallines Silizium:  Mikrosystemtechnik
   • Wafer als Basis für Transistoren oder Chips
2. Galliumarsenid:Mikro-Opto-und Leistungslektronik, Sensorik, Lasertechnik
   • Umwandlugn elektrischer in optische Signale
   • Verbindungshalbleiter für Leuchtdioden
   • Hochfrequenz-Verstärker von Handy 

1. Grobschleifen:           Oberfläche glätten und auf gewünschte Dicke bringen
2. Sägen:                        Kristalle in kürzere Zyklinder
3. Kennzeichnen:           Nummer mit Laser zur Verfolgbarkeit und QS
4. Feinschleifen:             Parallele Oberflächen und Beseitigen von Unebenheiten
5. Ätzen/Polieren            chemisches Ätzen u. polieren für geringe Rauigkeit (Spiegeloberfläche)
6. Reinigen                     Reste vom Polieren entfernen

1. Laserschweißen
   • Laserlicht durchdringt obere Bauteil, wird vom unteren Fügepartner absorbiert und erwärmt diesen
   • Erwärmung wird weitergegeben und nach Verfestigung bildet sich Schweißverbindung
2. Laserlöten
   • Lötstellen werden durch Laser vorgewärmt und Lot zugeführt. Nach Erstarren ist Verbindung hergestellt
3. Laserschneiden
   • Schmelzugn oder Verdampung des Materials am Schneidpunkt --> Entlang Schnittspalt wird Material geschmolzen und Gasstrom bläst Schmelze nach unten
4. Oberflächenbearbeitung 
   • Härten: Kohlenstoffhaltiger Stahl wird erwärmt und durch rasche Abkühlung gehärtet (Leitung der Wärme aus Oberfläche ins innere)

• Laseraktives Medium enthäkt Atme, die durch Pumpe energie eingesepeist bekommen (optisch/elektrisch)
• Atome emittieren Photonen, die wieder auf Atome treffen und somi weiterhin Energie abgegeben wird
• Spiegel links reflektiert Atome und Teil der Photonen gelangt durch teildurchlässigen Auskoppelspiegel
• Richtung wird festgelegt --> gerader gebündelter Lichtstrahl

• Forschungsreaktor des Helmholtz-Zentrum in BErlin-Wannsee
• Zweck: Neutronenstrahlen für Bestrahlungexperimente (v.a Materialwissenschaften)
• Aufbau: Reaktorhalle, Neutronenleiterhalle (Instrument efür kalte Neutronen), Experimentierhalle (für thermische Neutronen)
• Funkionsweise: Thermische und kalte Neutronen gelangen mittels Strahlrohren vom Forschungsreaktor zu Messplätzen
• Anwendungsgebiete der Neutronenforschung:
  • Neutronentomographie: bildgebendes Verfahren (Quelle über Kollimator ans Objekt und an Detektor) über verschieden Positionen kann man am PC3-D-Bilder ezugen
  • Neutronenstreung/Beugung. Strahl wird an Probe gebeugt und gestreut und verursacht am Detektor ein Muster --> Daten über Teilchengröße und Verteilung 
  • Dreiachsenspektroskopie: VErfahren zur ANalyse von Materialien; Strahl wird gebrochen ud Energiedifferenz am Detektor abgelesen

1. Biopolymere: Nutzung nachwachsender Rohstoffe (Cellulose, Stärke), Produkte aus Agrar-und Forstwrtschaft
2. Funktionale Polymersysteme: Materialien zur Energieerzeuung und Wandlung für Sensoren/ optische ELemente ; for OLEDs und organische Solarzellen
3. Synthese- und POlymertechnik: Entwicklung u. Optimierung von Polymerisationsprozessen, Membranentwicklung, Mitkroverkapselung
4. Bioprozesse und Life Science: Keratinfasern, intelligente Materialien, medizinische Anwendung
5. POlymermaterialien, PYCO: Harze für Leichbau und Mikro/Optoelektronik
6. Pilotanlage:  Maßstabsvergrößerung,  Synthese und Verarbeitung

anwendung in: organische Solarzellen, Transport, Medizin (Implantate, Augen), Schutz von Gebäuden

1. Polymerisation für Thermoplaste: Kettenbildung aus Monomeren mit Doppelbindung
2. Polykondensation  für Elastomere: Umlagerung und Abspaltung von Nebenproduken
3. Polyaddition für thermoplastische Elastomere: Umlagerung ohne Abspaltung von Nebenprodukten
4. Zusatz Addition und Kondendation für Duroplaste: 

• Speicherung des HelmholtzZentrum Berlin in Adlershof
• Mikroskop für Raum und Zeit 
• Zweck: Photonenstraheln für Grundlagenforschung von Materie bei starken MAgnetfeldern, tiefen Temperaturen und hohen Drücken
• Funktionsweise: Elektronen werden von linearem Beschleuniger auf nahe Lichtgeschwindigkeit im Synchrton gebrahct und im Speichering im Kreis gelenkt. Durch Auslenken im KReis senden sie Lichtimpulse und laufen dann zu Experimentierplätzen

1. Medizin: Gewebeuntersuchung oder Proteinstrukturen
2. Archäoligie/Kunst: Sonnenschreibe
3. Magnetismus: Datenspeicherung
4. Materialforschung: Supraleitung; OLEDS

Verschiednese ENergiebereiche: Daher Erforschung neuartiger Materialien, über Medizin bis Archäologie. Schwerpunkt Energieforschung und Life Science

Aufbau der Zelle: 

• unterschiedlich geladene Elektronen: neg. gel. Anode & pos. gel. Kathode
• Kathode: Aluminum-Kolektor (leitendes Material) aus hochreinem Lithium-Metalloxid
• Anode: Kupferfolie  und Graphitschicht
• Zwischen den Elektroden: hochreines ionenleitendes Elektrolyt
•  Separator Trennt ELektroden und lässt kleine Li-Ionen durch

Enladeprozess:

• pos. geladene Li-Ionen wandern von Anode zur KAthode und werden dort eingelagert
• Oxidationsprozess: Freisetzung von Elektronen, die über Verbinderzur Kathode fließen und elektrischen Verbraucher betrieben

• Ziel: Umwandlung Sonnenenergie in nutzbare thermische ENergie (PV --> Strom)
• Grundsätzliches Prizip: Absorbtion (durch Kollektoren) --> Vakuumröhre, Flach oder Parabolrinnen

Prinzip:

1. Licht erwärmt wärmeabsorbierende Fläche und diese das daunter strömende Medium
2. Mögllich: Isolation gegen Wärmeverlust durch Vakuum (Wie Thermoskanne)
3. Das Medium bewegt sich durch Pumpe im Kreislauf zwischen Kollektor und Speicher (sobald Tkoll > Tsp)
4. Mittels Wärmetauscher wird das Brauchwasser erwärmt und für Nutzen im Haus (Dusche, Heizung) bereitgestellt

• Photonen aus Sonnenlicht werden vom Silizium im Panel absorbeirt und lösen Elektronen
• Elektron wandert in n-dotierte Schicht und es bleibt ein positiv geladenes Loch
• Damit die nicht wieder rekombinieren, gibt es den pn-Übergang (Grenzschicht)
• Dotieren abgeschlossen --> 2 Halbleiterschichten (n-dotiert: Überschuss Elektronen; p-dotiert: Überschuss Löcher)
• Die bilden stabiles elektrisches Feld, wo Strom fließt, wenn Verbrauche angeschlossen wird

Zelltypen:

1. - polykristallin (preiswert, lang erprobt, schlechter Wirkungsgrad)
2. - monokritallin (hoher Wirkungsgrad, teuer, hoher Rohstoffverbraucht)
3. - Dünnschicht (preiswert, geringer Verbrauch, flexibel, temp. resistent , geringer Wirkungsgrad)