Da der Anmeldeschluss bereits vorbei ist, melden Sie sich bitte bei dem Referenten für das Fach Chemie Wilhelm.Willer@pl.rlp.de, wenn Sie noch teilnehmen möchten.

Bitte beachten Sie: für diese Veranstaltung ist zwingend die Anmeldung von zwei Kollegen oder Kolleginnen einer Schule notwendig. Je Team wird ein Experimentierkoffer im Wert von mehr als 600 €uro - finanziert durch die Chemieverbände Rheinland-Pfalz - für die Experimente im Nachgang zum Besuch ausgegeben, wenn zwei Personen einer Schule teilgenommen haben. Sollte eine Kollegin/ein Kollege erkranken, so ist eine Ersatzperson zu benennen, die an der Fortbildung teilnimmt.

Wenn die maximale Teilnehmerzahl überschritten wird, entscheidet das Los.

Printed Electronics: Handgedruckte, flexible Batterien und Leuchtfolien

Amitabh Banerji, Universität Potsdam, Karl-Liebknecht-Str. 24-25, 14476 Potsdam/D
Im Jahr 2021 entwickelten wir eine flexible Elektrolumineszenz-Folie, die über ein von uns entwickeltes Hand-Druckverfahren (analog zum industriellen Siebdruck) hergestellt werden kann [1] . Damit legten wir den Grundstein für die experimentell-didaktische Erschließung der Zukunftstechnologie Gedruckte Elektronik [2]. Darunter versteht man einen innovativen Forschungszweig, der sich darum bemüht, elektronische Bauteile und Systeme (u.a. Transistoren, Sensoren, Energiespeicher, LEDs, Solarzellen, RFID usw.) mittels Druckverfahren herzustellen. Dieser Ansatz ermöglicht es, Elektronik kostengünstig zu produzieren und effizient in Alltagsprodukte wie Verpackungen, Textilien oder Medizinprodukte einzubetten, um diese mit "smarten Funktionen" auszustatten. Gedruckte Elektronik wird daher auch als Schlüsseltechnologie für das IoT (Internet of Things, zu Deutsch Internet der Dinge) gehandelt [3] und stellt somit einen hoch aktuellen Unterrichtskontext dar.
Im vergangenen Jahr konnten wir das etablierte Hand-Druckverfahren auch auf die Herstellung einer flexiblen Zink-Braunstein-Zelle übertragen [4]. Genau genommen handelt es sich um eine Abwandlung des klassischen Leclanché-Elements. Bei der gedruckten Variante liegen die Funktionsmaterialien als Tinten vor und werden mittels Rakel-Technik in dünnen Schichten auf flexible Substrate aufgetragen. Zwei Kontakte aus Silberleitlack dienen als Anschlusspunkte für ein Messgerät oder einen Verbraucher. Die fertige Zelle ist dünn und flexibel und liefert eine Klemmspannung von ca. 1,4 V. Damit lässt sich ein kleiner Motor betreiben Als Substrat dient eine handelsübliche Overhead-Folie.

Literatur:
[1] L. Halbrügge, A. Banerji, S. Rösler. WJCE, 9(4), 2021, 104-110.;
http://www.sciepub.com/WJCE/abstract/13962
[2] J. Wiklund, A. Karakoç, T. Palko, H. Yi ?gitler, K. Ruttik, R. Jäntti, J. Paltakari. J. Manuf. Mater. Process, 89(5), 2021, 1-36.
[3] https://www.witte-technology.com/was-ist-eigentlich-iot-und-was-hat-es-mit-gedruckter-elektronik-zu-tun/, Zugriff: 04/2022
[4] Lüttich, M., Banerji, A., Gedruckte Elektronik Teil II – die handgedruckte Zink-Braunstein-Zelle, Chemkon, 2023, https://doi.org/10.1002/ckon.202200069

Curriculare Innovationsforschung am Beispiel der Organischen Elektronik - Vom Forschungslabor ins Klassenzimmer

Die Curriculare Innovationsforschung widmet sich der Aufgabe, hochaktuelle Forschungsthemen sowie Zukunftstechnologien für den Unterricht an Schule und Hochschule fachdidaktisch zu erschließen. Dabei kommt der Entwicklung von geeigneten Schülerexperimenten eine besondere Bedeutung zu.
Die Organische Elektronik beschäftigt sich mit Bauteilen auf Basis halbleitender oder leitender Materialien bestehend aus organischen Molekülen. OLEDs (organische Leuchtdioden) sind innovative und hocheffiziente Leuchtmittel, die bereits heute in den Displays moderner Smartphones und TV-Geräte verbaut werden. Aufgrund der Materialeigenschaften der verwendeten Moleküle können die elektronischen Bauteile in Zukunft flexibel und sogar per Druckverfahren hergestellt werden. Das Pendant zur OLED ist die OPV (Organische Photovoltaik). OPV-Zellen wandeln Licht mithilfe organischer Halbleiter effizient in elektrische Energie um und bieten dabei Vorteile wie geringe Herstellungskosten, geringes Gewicht und eine bessere Ökobilanz. Organische Solarzellen lassen sich sogar transparent gestalten und so in Glasfassaden einbauen. Ein äußerst motivierendes und lebensnahes Thema für Schülerinnen und Schüler.
Am Beispiel der Organischen Elektronik wird im Vortrag der Weg vom "Forschungslabor ins Klassenzimmer" aufgezeigt. Dabei werden die theoretischen Grundlagen zu LEDs und Solarzellen mit Bezug zu organischen Halbleitern dargelegt und auf die Besonderheit der verwendeten Polymere eingegangen. Im Workshop wird außerdem der Bau einer low-cost OLED und OPV vorgeführt, die für den Unterricht an Schule, Hochschule oder Schülerlabor konzipiert wurden. Hierzu wird ein passender Experimentierkoffer präsentiert, der alle Elemente zum Bau von OLED- und OPV-Zellen bereithält.

Hier handelt es sich um eine Kooperationsveranstaltung mit dem GDCh-Lehrerfortbildungszentrum Karlsruhe und den Chemieverbänden Rheinland-Pfalz.

Herr Prof. Amitabh Banerji ist Leiter der Abteilung Chemiedidaktik an der Universität Potsdam. Sein Forschungsinteresse richtet sich auf Lehrplaninnovationen, deren forschungsbasierte Implementierung sowie Digitale Werkzeuge im naturwissenschaftlichen Unterricht.

Veranstaltungsart

Fortbildung

Fortbildungsart

Kurs

Ausbildungsstunden

16

Dozenten

Prof. Dr. Amitabh Banerji, Maxim Lüttich

Leitung

Wilhelm Willer

Standort

Speyer

Veranstaltungsort

Pädagogisches Landesinstitut Rheinland-Pfalz
Standort Speyer
Butenschönstraße 2
67346 Speyer

Termine

Module

Kooperation

GDCh-Lehrerfortbildungszentrum an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe, Bismarckstraße 10, 76133 Karlsruhe, Chemieverbände Rheinland-Pfalz, Bahnhofstr. 48, 67059 Ludwigshafen

Veranstalter

Pädagogisches Landesinstitut Rheinland-Pfalz

Gültigkeitsbereich

landesweit

Anmeldeschluss

01.10.2024