Glänzende Aussichten

In einigen Jahren könnten sie eine Schlüsseltechnologie sein: Solarzellen aus Metallhalogenid-Perowskiten. Perowskite spielen inzwischen eine herausragende Rolle in der Photovoltaikforschung – unter anderem, weil sie sehr effizient Licht in Energie umwandeln können, erklärt Yana Vaynzof. Zugleich bringt die Materialklasse aber auch eine Menge Herausforderungen mit sich.

Die Materialien zerfallen zum Beispiel bei Kontakt mit UV-Licht oder Wasser schnell wieder in ihre Ausgangsstoffe und verlieren so ihre Funktion. Zudem sorgen rätselhafte physikalische Eigenschaften dafür, dass sich Forschungsergebnisse nicht immer zuverlässig reproduzieren lassen. Ein Beispiel: Zwei von Vaynzofs Doktorandinnen stellten Perowskite auf dieselbe Weise her – und dennoch hatten diese hinterher völlig verschiedene Eigenschaften. Wochenlang haben wir versucht herauszufinden, woran das liegt, erzählt Vaynzof. Irgendwann stellte sich heraus: Eine der beiden Doktorandinnen tropft bei der Herstellung der Perowskite das Lösemittel etwas langsamer auf das Trägermaterial – ein Unterschied von vielleicht einer oder einer halben Sekunde. Ich sage immer: Gerade wenn man denkt, man hätte Perowskite verstanden, finden sie Wege, einen zu überraschen.

In Dresden hat die Physikerin und Elektroingenieurin eine neue Heimat gefunden. Meine Familie fühlt sich hier sehr wohl und auch für meine Forschung habe ich genau das, was ich brauche. Der Standort ist etwas ganz Besonderes. Bevor sie sich auf Sachsen festlegte, war die Forscherin viele Jahre lang auf globaler Wanderschaft. Geboren in Usbekistan, zog sie 1991 mit ihrer Familie nach Israel. Hier erhofften sich ihre Eltern nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion ein besseres Leben für ihre Töchter. Ich habe entsprechend früh gelernt, dass es nicht nur möglich, sondern auch sehr bereichernd ist, in ein anderes Land zu gehen, eine neue Sprache und Kultur kennenzulernen.

Diese Erfahrung beschreibt Yana Vaynzof heute als Startschuss für ihre internationale Karriere. Zunächst studierte sie Elektrotechnik am Technion in Haifa, ging dann in die USA nach Princeton, wechselte für ihre Promotion im Fach Physik an die britische Cambridge University. Nach fünf Jahren als Juniorprofessorin an der Universität Heidelberg erhielt sie 2019 einen Ruf an die Technische Universität Dresden. 2023 wurde sie Direktorin am Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW Dresden) und leitet dort seitdem das Institut für neuartige Elektroniktechnologien. Mit der Förderung im Leibniz-Professorinnenprogramm machte sie nachhaltige Photovoltaik zu einem neuen Forschungsschwerpunkt des IFW Dresden.

Bislang hat meine Arbeitsgruppe fast ausschließlich an Perowskiten auf Bleibasis geforscht, erläutert Vaynzof. Die Förderung im Leibniz-Wettbewerb erlaubt es uns nun, am IFW Dresden zusätzlich mit Perowskiten auf Zinnbasis zu experimentieren. Zinnbasierte Perowskite absorbieren ein breiteres Lichtspektrum und haben das Potenzial für leistungsfähige Anwendungen. Zugleich ist Zinn weniger giftig als Blei und somit möglicherweise umweltschonender. Die materialwissenschaftlichen Grundlagen jedoch sind größtenteils noch unerforscht.

Vaynzofs Team betreibt Grundlagenforschung, behält aber immer mögliche Anwendungen im Blick, vor allem für eine nachhaltigere Energietechnik. Ein großer Erfolg war die Bewilligung des neuen Dresdner Exzellenzclusters »Responsible Electronics in the Climate Change Era – REC²« (Verantwortungsvolle Elektronik im Zeitalter des Klimawandels) im Sommer 2025, dessen Sprecherin Yana Vaynzof ist. Bei REC² verbinden wir ökologische mit sozialer Nachhaltigkeit. Unser Thema ist Respekt für die Materialien, die Menschen, die Umwelt, sagt sie. Wir wollen weniger schädliche Stoffe verwenden, Lieferketten ebenso wie finanzielle, ökologische und gesellschaftliche Kosten analysieren und die Menge an Elektroschrott reduzieren. Forschende aus neun Disziplinen sind beteiligt, vom Ingenieurwesen über Medizin bis hin zu Sozialwissenschaften. Diese Perspektivenvielfalt beugt einseitigem Denken vor. Sie ermöglicht uns Lösungen, die wirklich nachhaltig sind.

Aktuell gehört Yana Vaynzof in ihrer Disziplin noch zu einer Minderheit: In der Elektrotechnik sind nur rund zehn Prozent der Stellen mit Frauen besetzt. Ich erlebe es als Privileg, hier ein Vorbild sein zu können, sagt sie. Meine Karriere zeigt: Frauen können Elektrotechnikerinnen und Physikerinnen sein, interessante Forschung betreiben – und das mit ihrem Familienleben vereinbaren. Der akademische Nachwuchs vernimmt diese Botschaft offenbar: Talentierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zieht es aus aller Welt zu Yana Vaynzof nach Dresden. Meine Mitarbeitenden haben unterschiedliche Nationalitäten, Geschlechter, Bildungshintergründe. Davon profitiert unsere Forschung: Gemeinsam kommen wir zu neuen Ideen und Strategien. Wir schauen über den Tellerrand.