Eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle ist eine elektrochemische Zelle, in der unter Lichteinwirkung eine Ladungstrennung in einem Farbstoff erzeugt wird. Der Farbstoff bindet hierbei an eine mit einem nanokristallinen Halbleiter versehene Photoelektrode aus Glas, an die der Farbstoff die freigesetzten Ladungen transportiert. Als Gegenelektrode dient ebenfalls ein Glas, welches mit einem Katalysator beschichtet ist. Dazwischen befindet sich ein Elektrolyt.
Das Funktionsprinzip ist vergleichbar mit dem Prozess der Photosynthese in der Natur. In beiden Prozessen werden durch Absorption von Licht in organischen Farbstoffkomponenten angeregte Zustände erzeugt.
Farbstoffsolarzellen sind eine wichtige und neue Art von Solarzellen. Einsatz finden diese auf Dächern oder integriert in Fensterscheiben aufgrund ihrer Transparenz. Ihre Vorteile gegenüber Siliziumzellen liegen in den billigeren Herstellungskosten und der Fähigkeit diffuses Licht besser zu wandeln.
Ziel dieses Schülerversuches ist es zu zeigen, wie eine Farbstoffsolarzelle aufgebaut ist und funktioniert. Im Eigenbau sollen die Schüler praktische Erfahrungen sammeln und die wichtigsten Zusammenhänge festigen. Das Experiment verbindet wichtige Teilgebiete aus Biologie, Chemie und Physik (> Filmbeitrag).
| Kurzbezeichnung: | Ch05 |
| Kosten: | keine |
| Fachgebiet: | Chemie, Biologie und Physik |
| Zielgruppe: | Schüler ab 10. Klasse, bei naturwissenschaftlicher Ausrichtung auch tiefere Klassenstufen |
| Teilnehmer/Gruppenstärke: | maximal 16 Teilnehmer (Zweier-Arbeitsgruppen) |
| Erforderliche Vorkenntnisse: | Verhalten im Labor |
| Indoor/Outdoor: | Indoor |
| Technische Voraussetzungen: | Fachraum Chemie wünschenswert |
| Zeitbedarf: | 3 - 3,5 Stunden |
| Betreuende Fachlehrer: | ein Fachlehrer erforderlich |
| Geeignet für Messen: | nein |
| Thematisch passende Experimente: | - |
