Bayreuther Physikerin erhält Preis für Zellmaterial-Forschung

Forschungspreisverleihung an Dr. Linn Leppert (Foto: Universität Bayreuth)
Forschungspreisverleihung an Dr. Linn Leppert (Foto: Universität Bayreuth)
13.12.2017

Die 31-jährige Bayreuther Physikerin Dr. Linn Leppert hat für ihre Arbeiten zu neuartigen Solarzell-Materialien den Forschungspreis des DFG-Graduiertenkollegs „Fotophysik synthetischer und biologischer multichromophorer Systeme“ erhalten. Leppert forscht an Hybrid-Halogenid-Perowskiten, die sehr hohe Effizienzgrade erwarten lassen.

Wie die Universität Bayreuth berichtet, nutzt die Wissenschaftlerin quantenmechanische Methoden der Dichtefunktionaltheorie und der Vielteilchenstörungstheorie, um die elektronische Struktur und Dynamik der komplexen Festkörper hochpräzise zu berechnen. In seiner Laudatio betonte Prof. Dr. Christian Laforsch, Vizepräsident der Universität Bayreuth für den Bereich Forschung und wissenschaftlicher Nachwuchs, dass Leppert „ausgesprochen anspruchsvolle theoretische Methoden zur Klärung von Fragen mit unmittelbarem Anwendungsbezug und in großer Nähe zum Experiment zum Einsatz bringt.“

Große Teile ihrer Arbeiten führte sie nach der Promotion in Bayreuth als Postdoktorandin und Feodor Lynen-Forschungsstipendiatin am Lawrence Berkeley National Laboratory in den USA durch. Seit der Rückkehr an die Universität Bayreuth leitet sie eine Projektgruppe im Sonderforschungsbereich 840 „Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie“. „Hier versuchen wir, die elektronische Struktur schon bekannter Solarzell-Materialien zu verstehen und daraus Prinzipien für das Design neuer, energieeffizienter Materialien abzuleiten. Auch für diese interdisziplinären Arbeiten im Grenzbereich zwischen Physik und Chemie ist die Vielteilchenstörungstheorie unentbehrlich“, erläutert Leppert.

Biologische Systeme als Vorbild

Ab Januar 2018 wird Leppert an der Universität Bayreuth eine Nachwuchsgruppe im Elitenetzwerk Bayern (ENB) leiten. Hier stehen Photosynthese betreibende biologische Systeme im Vordergrund, von besonderem Interesse sind Purpurbakterien. „Wir wissen schon viel darüber, wie es diesen Bakterien gelingt, die Lichtenergie durch Pigmentmoleküle aufzunehmen und in Reaktionszentren zu übertragen, wo die Photosynthese beginnt. Die meisten der bisherigen Berechnungen beruhen allerdings auf Modellvorstellungen, die der Komplexität der physikalischen Vorgänge nicht immer gerecht werden. Quantenmechanische Verfahren, mit denen sich die Anregungsenergien selbst in großen Pigmentmolekülen berechnen lassen, werden uns deutlich präzisere Erkenntnisse ermöglichen“, berichtet Leppert. Am Campus Bayreuth stehe für die umfangreichen Rechenleistungen eine sehr leistungsstarke IT-Infrastruktur zur Verfügung.

Die angestrebten Erkenntnisse sollen die Entwicklung hocheffizienter Solarzell-Materialien beschleunigen: „Diese Materialien werden sich möglicherweise durch Eigenschaften auszeichnen, die den heute noch verwendeten Solarzellen aus Silizium fehlen. Von natürlichen Systemen zu lernen, um künstliche Systeme für die Gewinnung und Nutzung erneuerbarer Energien zu entwickeln, ist eine spannende Vision.“

Ralf Ossenbrink / Universität Bayreuth