Strawberry Solar Cell - Versionsgeschichte

Greta Mutter: /* Chemisch: */

2024-06-17T15:41:27Z

Chemisch:

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juni 2024, 17:41 Uhr
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	==Theorie==		==Theorie==
	===Chemisch: ===		===Chemisch: ===
			Bei der chemischen Theorie handelt es sich um eine Redox-Reaktion, die in drei Schritten eingeteilt ist.

			Der erste Schritt ist die Anregung. Durch einfallende Lichtstrahlen, auch Quanten genannt, werden in den Farbstoff-Molekülen ''Fa'' Elektronen energetisch angeregt und durch deren Energie auf ein höheres Energieniveau gebracht. Als nächstes folgt eine Elektronenabgabe. Da sich das Energieniveau oberhalb des Leitungsbandes von dem Titandioxid befindet, kann ein Elektron übertreten, aus diesem angeregten Zustand der Farbstoff-Moleküle werden die Elektronen auf das Leitungsband des Titandioxids übertragen. Nun folgt der Rückfluss der Elektronen in den Elekrtolyten. Hier fließen die Elektronen aus der Anode (dem Titandioxid) über den Verbraucher, der die zugeführte Energie umwandelt, zur Kathode. Die Kathode leitet diese Elektronen dem System zurück. Deshalb bleibt der Elekrtonenfluss aufrecht. Nun wird der Elektronenverlust des Farbstoffes, mit dem Iodid der Elektrolyten-Lösung ausgeglichen, indem es zu Triiodid oxidiert wird. Abschließend wird das IOdid mit Hilfe der Elektronen aus der Kathode zurückgebildet, wenn dies alles erfüllt ist, befindet sich das System wieder in der Ausgangslage.

	===Physikalisch:===		===Physikalisch:===
			Sowie bei der chemischen Theorie, kann man die physikalische Theorie in drei Schritte einteilen.

			Das Titandioxid besitzt den richtigen energetischen Abstand zwischen mit Elektronen besetzten Energieniveaus und vielen unbesetzten Energieniveaus. Dieser Abstand kann von Elektronen überwunden werden, wenn sie von einem UV-Photonen getroffen werden. Diese werden vom Titandioxid aufgenommen. Zusätzliche Farbstoffe nehmen Photonen aus einem breiten Energiebereich des sichtbaren Spektrums auf, geben sie an das Titandioxid weiter und erhöhen so die Ausbeute an energetischen Elektronen. Der Elektronenfluss kommt nur zustande, wenn die durch Photonen bewegten Elektronen sofort ersetzt werden können. Dafür sorgt der Elektrolyt. Es ist ein Redox-System aus Triiodid-Anionen, die Elektronen abgeben und Iod-Molekülen, die Elektronen aufnehmen können. Als nächstes folgt der Rückfluss der Elektronen in den Elektrolyten. Die leitfähige TCO-Schicht (transparent conducting oxide), die auf den Glasplättchen drauf ist, besteht in vielen Fällen aus ITO (Indium Tin Oxide). Dieses ITO leitet sehr gut und nimmt dadurch die Elektronen vom Titandioxid (Anode) auf und gibt sie an den metallischen Leiter des Stromkreises weiter, meistens besteht dieser aus einem Kupferdraht. Wenn die Elektronen wieder zurück in den Elektrolyten fließen können, ist der Stromkreis geschlossen. Dies geschieht abschließend am Ende der Zelle wieder über eine ITO-Schicht, die mit leitendem Graphit (Kathode) belegt/bestrichen ist und die an den Elekrtolyten grenzt.

	==Messungen==		==Messungen==
	Folgende Parameter sind in unseren Messungen bereits variiert und untersucht worden: die Konzentration des Tees beziehungsweise Farbstoffs und die Menge der Kalium-Jodid Lösung. Weitere sinnvolle Parameter zum untersuchen wären laut uns die Farbe vom Licht, man könnte hier zum Beispiel mit der Komplementärfarbe unseres Farbstoffs arbeiten, also grün. Zudem könnte man noch die Oberflächenrauheit des Titandioxids variieren, sodass sich dort mehr oder weniger Farbstoff festsetzen kann. Und zuletzt kann man noch die Temperatur beim erhitzen des Titandioxids verändern. (Hier die Frage ist, ob sich etwas am Endergebnis ändern würde oder es einfach nur längere Zeit in Anspruch nähme.)		Folgende Parameter sind in unseren Messungen bereits variiert und untersucht worden: die Konzentration des Tees beziehungsweise Farbstoffs und die Menge der Kalium-Jodid Lösung. Weitere sinnvolle Parameter zum untersuchen wären laut uns die Farbe vom Licht, man könnte hier zum Beispiel mit der Komplementärfarbe unseres Farbstoffs arbeiten, also grün. Zudem könnte man noch die Oberflächenrauheit des Titandioxids variieren, sodass sich dort mehr oder weniger Farbstoff festsetzen kann. Und zuletzt kann man noch die Temperatur beim erhitzen des Titandioxids verändern. (Hier die Frage ist, ob sich etwas am Endergebnis ändern würde oder es einfach nur längere Zeit in Anspruch nähme.)

Charlotte Paul: /* Farbanalyse: */

2024-06-16T11:44:31Z

Farbanalyse:

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	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, ohne Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, ohne Färbung:



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	[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]		[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]
	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:



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	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:



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	Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.		Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.

Charlotte Paul: /* Farbanalyse: */

2024-06-16T11:43:53Z

Farbanalyse:

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	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, ohne Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, ohne Färbung:



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	[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]		[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]
	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:



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	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:



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	Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.		Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.


	[[Datei:Farbspektrum .jpg\|mini\|Farbspektrum des Lichts: blaue Linien= Farbspektrum des blauen Lichts; rote Linien= Farbspektrum des roten Lichts; schwarzer Pfeil= Farbspektrum des ungefärbten Lichts ]]		[[Datei:Farbspektrum .jpg\|mini\|Farbspektrum des Lichts: blaue Linien= Farbspektrum des blauen Lichts; rote Linien= Farbspektrum des roten Lichts; schwarzer Pfeil= Farbspektrum des ungefärbten Lichts ]]

Charlotte Paul: /* Farbanalyse: */

2024-06-16T11:42:40Z

Farbanalyse:

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	[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]		[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]
	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:



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	[[Datei:Rot.jpg\|mini\|Licht mit roter Färbung]]		[[Datei:Rot.jpg\|mini\|Licht mit roter Färbung]]



	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:





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	Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.		Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.




	[[Datei:Farbspektrum .jpg\|mini\|Farbspektrum des Lichts: blaue Linien= Farbspektrum des blauen Lichts; rote Linien= Farbspektrum des roten Lichts; schwarzer Pfeil= Farbspektrum des ungefärbten Lichts ]]		[[Datei:Farbspektrum .jpg\|mini\|Farbspektrum des Lichts: blaue Linien= Farbspektrum des blauen Lichts; rote Linien= Farbspektrum des roten Lichts; schwarzer Pfeil= Farbspektrum des ungefärbten Lichts ]]

Charlotte Paul: /* Farbanalyse: */

2024-06-16T11:41:47Z

Farbanalyse:

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	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, ohne Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, ohne Färbung:



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	[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]		[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]
	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:



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	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:



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	Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.		Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.

Charlotte Paul: /* Farbanalyse: */

2024-06-16T11:41:08Z

Farbanalyse:

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	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, ohne Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, ohne Färbung:



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	[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]		[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]
	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:



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	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:



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	Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.		Das rote und blaue Licht haben nicht funktioniert, sondern das Messergebnis schlimmer gemacht. Das ist wahrscheinlich auf das Farbspektrum des Lichts zurückzuführen.



	[[Datei:Farbspektrum .jpg\|mini\|Farbspektrum des Lichts: blaue Linien= Farbspektrum des blauen Lichts; rote Linien= Farbspektrum des roten Lichts; schwarzer Pfeil= Farbspektrum des ungefärbten Lichts ]]		[[Datei:Farbspektrum .jpg\|mini\|Farbspektrum des Lichts: blaue Linien= Farbspektrum des blauen Lichts; rote Linien= Farbspektrum des roten Lichts; schwarzer Pfeil= Farbspektrum des ungefärbten Lichts ]]

Charlotte Paul am 16. Juni 2024 um 11:40 Uhr

2024-06-16T11:40:31Z

← Nächstältere Version		Version vom 16. Juni 2024, 13:40 Uhr
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	[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]		[[Datei:Messung blau.jpg\|mini\|Licht mit blauer Färbung]]
	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit blauer Färbung:



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	[[Datei:Rot.jpg\|mini\|Licht mit roter Färbung]]		[[Datei:Rot.jpg\|mini\|Licht mit roter Färbung]]



	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:

Charlotte Paul: /* Farbanalyse: */

2024-06-16T11:39:55Z

Farbanalyse:

← Nächstältere Version		Version vom 16. Juni 2024, 13:39 Uhr
Zeile 72:		Zeile 72:

	Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:		Das Farbspektrum des Lichts, der Lampe, mit roter Färbung:

Charlotte Paul: /* Messungen */

2024-06-16T11:36:23Z

Messungen

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 ===Physikalisch:===
 ==Messungen==
 ===Farbanalyse:===
-Wir haben eine Farbanalyse des Lichts durchgeführt, mit welchem
+[[Datei:Ohne Färbung .jpg|mini|Graph von Licht ohne Färbung]]
 ==Fazit==

Charlotte Paul: /* Basic Explanation */

2024-06-13T12:47:14Z

Basic Explanation

← Nächstältere Version		Version vom 13. Juni 2024, 14:47 Uhr
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	==Basic Explanation==		==Basic Explanation==
			In der Grätzel Zelle haben folgende Stoffe die Möglichkeit auf das Licht zu reagieren, Titandioxid, Kalium-Jodid Lösung, der Erdbeertee oder jeglicher anderer Farbstoff, das Graphit und die Glassplätchen mit TCO Beschichtung. Das Titandioxid zusammen mit dem Farbstoff nimmt die Lichtteilchen also Photonen auf und gibt gleichzeitig Elektronen ab. Der Erdbeertee beziehungsweise Farbstoff wandelt sichtbares Licht. Das heißt haben wir eine hoch konzentrierte Farbstofflösung, kann mehr Licht also mehr Photonen aufgenommen werden und damit ein höherer Endwert erzielt werden. Der organische Farbstoff vom Erdbeertee wird durch das Licht zerstört, wodurch unsere Zellen eine sehr kurze Lebensdauer haben und nur für ca. 2-3 Minuten gut messbar sind, bevor diese nicht mehr funktionieren. Allerdings kann die Lebensdauer verlängert werden, wenn man anstatt organischen Farbstoff künstliche Farbstoffe verwendet. Die Kalium-Jodid Lösung nimmt die vom Titandioxid abgegebenen Elektronen wieder auf. Unsere Glassplätchen sind bereits mit einer TCO Schicht beschichtet, wodurch sie sich als Träger und Abdecker eignen, jedoch reicht die Leitfähigkeit der TCO Schicht nicht aus. Genau aus diesem Grund braucht unsere Zelle noch das Graphit, welches die Leitfähigkeit zusätzlich verbessert.

	==Theorie==		==Theorie==
	===Chemisch:===		===Chemisch: ===

	===Physikalisch:===		===Physikalisch:===
	==Messungen==		==Messungen==

	===Farbanalyse:===		===Farbanalyse:===
			Wir haben eine Farbanalyse des Lichts durchgeführt, mit welchem

	==Fazit==		==Fazit==
			Zusammenfassend kann man sagen, dass der Wirkungsgrad, durch eine höhere Konzentration des Farbstoffs erhöht wird und für höhere Messwerte sorgt. Das ändern der Lichtfarbe (zur Komplemen- und selben Farbe zum Farbstoff) erzielt schlechtere Messwerte als ein Licht mit ganzem Farbspektrum. Die Kalium-Jodid-Lösung ändert unser Ergebnis nicht, solang nicht auch die Konzentration des Farbstoffs erhöht wird.

	==Erfolge==		==Erfolge==
	Wir haben im Regionalwettbeweb von Jugend forscht einen Sonderpreis, in Form eines Laborbesuchs, gewonnen.		Wir haben im Regionalwettbeweb von Jugend forscht einen Sonderpreis, in Form eines Laborbesuchs, gewonnen.