SOLAR LAB
Das Set aus Experimenten und Lernmaterialien erproben wir mit Studierenden und Schüler*innen in unserem hauseigenen Schülerlabor iLUP (Innovation Lab Uni Potsdam), damit wir sicher gehen können, dass dem Lernerfolg nichts im Wege steht.
Im letzten Schritt skalieren wir die Experimentiermaterialien zu einem Klassensatz hoch und verpacken alle Materialien in eine stabile Box … é voila, fertig ist ein neues boXperiment.
Unser erstes boXperiment beschäftigt sich mit dem faszinierenden Bereich der Organischen Elektronik. Neugierig?! Im nachfolgenden Video können Sie das boXperiment zur Organischen Elektronik im Einsatz sehen.
Organic Photo Electronics
OPE, das steht für Organic Photo Electronics und beschreibt im Kontext des Koffers kleine, selbstgebaute Zellen. Dabei handelt es sich zum einen um OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) und zum anderen um OPVs (Organic Photovoltaics).
OLEDs sind in der modernen Welt nicht mehr wegzudenken – überall sind sie präsent, ob in Displays oder als flächendeckende Beleuchtung. Immer handelt es sich um kleine Zellen, die an eine Spannungsquelle angeschlossen Licht emittieren. Elektrische Energie wird dabei in Strahlungsenergie (Licht) umgewandelt.
OPVs hingegen generieren eine Spannung, indem sie Licht absorbieren. So können beispielsweise Motoren mithilfe von Licht angetrieben werden. Strahlungsenergie wird hier in elektrische Energie umgewandelt.
Ein organisches Polymer bildet in beiden Fällen das Herzstück der Zelle. Es fungiert in den Zellen als Halbleiter und wandelt die jeweilige Energieform in die andere um. Organische Halbleiter sind vielseitig einsetzbar und können kostengünstig synthetisiert und verarbeitet werden.
Der OPE-Koffer richtet sich an Bildungsinstitutionen unterschiedlichster Art, insbesondere jedoch an Schulen und Hochschulen. Lernende können mit den enthaltenen Materialien eigenhändig eine solche Zelle (sowohl OLED, als auch OPV) bauen und untersuchen. Ist die Spannung der selbst hergestellten OPV hoch genug, so kann auch der beiliegende kleine Motor betrieben werden. Im Kontext des Klimawandels und der FFF-Bewegung lässt sich das Thema optimal in den Unterricht integrieren.
Die im Koffer enthaltenen Materialien sind sogenannte low-cost-Varianten, die den in der Großindustrie verwendeten sehr ähneln. Die Polymere sind solche, die auch in der Forschung eingesetzt werden.
Der OPE-Koffer ist interdisziplinär einsetzbar, er verbindet die Chemie mit der Physik, weshalb er gern von Lehrkräften für z.B. Projektarbeiten genutzt wird. Aber er lässt sich auch ideal in den Chemieunterricht zu Themen wie Polymere, Farbstoffe oder Elektrochemie integrieren.
Da nahezu alle Materialien (mit Ausnahme der Polymere) wiederverwendet werden können, ist der Koffer auch ressourcenschonend. Mit einem Koffer können bis zu 240 Zellen gebaut werden. Ein „Refill-Kit“ für die Verbrauchsmaterialien gibt es ebenfalls im Shop.
Weiterhin erhalten Sie mit dem Kauf der Box ein 100-seitiges Begleitheft mit Hintergrundinformationen, Arbeitsblättern, Lernmodellen, Gefährdungsbeurteilungen u.v.m. inkl. Word- und PPT-Vorlagen zur individuellen Anpassung an Ihren Unterricht.
Eigenbau-OPV-Schritt
Video Vorbereitung des FTO-Glas
0:10 Schritt 1a: Bestimmung der leitfähigen Seite des FTO-Glases mittels Multimeter. - Determine the conductive side of the FTO-Glass with a multimeter.
0:50 Schritt 1b: Reinigen des FTO-Glases. - Cleaning of the FTO-Glass.
2:00 Schritt 1c: Auftragen von PEDOT:PSS.- Application of PEDOT:PSS.
Eine weitere Box zum ebenso spannenden Gebiet der gedruckten Elektronik ist in Entwicklung (2021 erhältlich)
University of Potsdam - Institute of Chemistry - Dep. of Chemistry Education
Prof. Dr. Amitabh Banerji
Karl-Liebknecht-Str. 24-25
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House 25, Room: D1.10-1.11
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