Zentrum für funktionale Oberflächen

Im »Zentrum für funktionale Oberflächen« entwickeln wir optisch-funktionale Oberflächen für eine Vielzahl von Anwendungen. Dazu setzen wir großflächige Beschichtungs- und Strukturierungsprozesse ein.

In der Beschichtungstechnologie erarbeiten wir Lösungen basierend auf dem Sputterverfahren für die Bereiche Photovoltaik, Solarthermie, Gebäude, Dünnschichtbatterien und Wasserstofftechnologie. Die Anwendungen umfassen z. B. transparente Elektroden und farbige Abdeckscheiben (MorphoColor®) für die Photovoltaik, Low-Emissivity und Solar Control-Coatings, optisch schaltbare Systeme, Vogelschutzglas und funktransparentes Isolierglas sowie Vakuumisolationsverglasung für energieeffiziente Gebäude, Schutzschichten für Brennstoffzellen und Elektrolyseure oder Absorber- und Spiegelschichten im Bereich der Solarthermie und der konzentrierenden solarthermischen Kraftwerke. Unsere Schichten erhöhen die Energieeffizienz von Gebäuden, ersetzen teure Materialien, erhöhen den Wirkungsgrad, verlängern die Lebensdauer oder machen den Einsatz von PV an Fassaden attraktiv. 

Auf unserer größten Sputteranlage mit 9 Planar- und Doppelrohrkathoden sowie Plasmaätzstation und PECVD-Quelle können wir Beschichtungen von Pilotserien und Demonstratoren bis zu einer Größe von 6m x 1,5m durchführen. Zusätzlich zur Optimierung der optischen Eigenschaften entwickeln wir die Schichtsysteme für die jeweiligen Anforderungen des Endprodukts, z. B. Langzeitstabilität im Außeneinsatz und industrielle Skalierbarkeit. Weiterhin bieten wir Unterstützung bei der Systemintegration der funktionellen Schichtsysteme, z. B. im Modul oder in der Fassade. 

Unser Leistungsspektrum umfasst Machbarkeitsstudien, Kleinserienfertigungen sowie Produktentwicklungen bis hin zu den fertigen industriellen Prototypen.

Die Strukturierung der Oberflächen im Bereich von Mikro- und Nanometern ermöglicht verschiedene optische und nicht-optische Funktionalitäten. Grundlage für eine industrielle Umsetzbarkeit solcher Oberflächenstrukturen ist meist die großflächige Herstellung in maßgeschneiderten Formen und Dimensionen. In Solarzellen kann mit Hilfe photonischer Nanostrukturen das Sonnenlicht besser genutzt und Photonen „eingefangen“ werden. In Beleuchtungsanwendungen ermöglichen Mikro- und Nanostrukturen das Licht z.B. aus LEDs gezielt auszukoppeln und in gewünschte Richtungen zu lenken. In Displays werden funktionale Strukturen für Entspiegelung, polarisationsoptische Anwendungen oder Lichtlenkung eingesetzt. Auch bei der Modifikation nichtoptischer Eigenschaften spielen Mikro- und Nanostrukturen eine Rolle, z. B. bei der Beeinflussung der Benetzbarkeit, Haftung oder Reibung von Oberflächen.

Technische Ausstattung

Technikum Vakuumbeschichtung Horizontale Inline-Sputteranlage (HIP) Beschichtungsfläche bis zu 1,5m x 6m; maximale Stichhöhe: 16cm 9 Planar- und Doppelrohrkathoden PECVD-Quelle Plasmaätzstation Beschichten von gebogenen Substraten und Rohren Substrattypen: Glasscheiben, Polymerfolien und Metallbleche Vertikale Inline-Sputteranlage (VIP) Beschichtungsfläche bis zu 1,1m x 0,65m; maximale Stichhöhe: 4cm 5 Planar- und Doppelrohrkathoden Plasmaätzstation Batch-Sputteranlage Beschichtung von Substraten von ca. 150mm Durchmesser 3 Planarkathoden mit 1 RF- und 2 DC-Quellen Co-Sputtern möglich Filmziehgerät zur homogenen Aufbringung von Lacken; DIN A4   Lab Strukturierung und Photonik Nanoimprint-Anlagen um Mikro- und Nanostrukturen auf Prototypen zu übertragen Rollen-Nanoimprint-Aufbau für produktionsnahe Prozesse Plasmaätzanlagen mit einer Vielzahl an Ätzgasen zur Übertragung geimprinteter Strukturen in nicht polymere Materialien Aufdampfanlagen zur Beschichtung metallischer und dielektrischer Schichtsysteme Wellenoptische Modellierung komplexer photonischer Strukturen   Lab Charakterisierung funktionaler Oberflächen Fourierspektrometer zur optischen Charakterisierung Rasterelektronenmikroskop (REM) Rasterkraftmikroskop (AFM) Weißlichtinterferenzmikroskop Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) Lichtmikroskop Messung der Schichtspannungen in dünnen Schichten Mechanische Abriebtests Elektrochemische Charakterisierungsmethoden Diverse Öfen verschiedener Größen für unterschiedliche Umgebungsbedingungen (Luft, Vakuum, Gase) Zwei Klimakammern für Bewitterungstests