Die Unterrichtseinheit kann für den Chemieunterricht in der in Sekundarstufe II eingesetzt werden und lässt sich in alle Rahmenlehrpläne der Bundesländer einbetten. Thematisch orientiert sie sich an einem Thema, das insbesondere in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erregt hat und aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken ist – der nachhaltigen Erzeugung von Strom.
Zu Beginn können sich die Schülerinnen und Schüler mithilfe des Arbeitsblattes 1 den Bau sowie die Funktion einer Farbstoffsolarzelle erarbeiten. Dabei werden auch die chemischen Vorgänge in der Zelle thematisiert.
In einer anschließenden praktischen Phase können sie eine Grätzelzelle selbstständig zusammenbauen und im Nachhinein durch Variation der Farbstoffe den Effekt auf die Leistung der Zelle untersuchen. Dabei können die verschiedenen Experimente entweder eigenständig geplant oder aber die Vorgehensweise von der Lehrkraft vorgegeben werden. Darüber hinaus spielt die Beurteilung von Gefahrenquellen eine wichtige Rolle und das Schreiben eines Versuchsprotokolls kann ebenso geübt werden. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Besprechung und Diskussion der Ergebnisse gelegt.
Abschließend kann in einer Vertiefungsstunde die Farbstoffsolarzelle mit der Photosynthese verglichen werden. Optional kann auf die Bedeutung organischer Farbstoffzellen als Alternative zu herkömmlichen Solarzellen eingegangen werden. Dies kann in Form einer methodischen Diskussion thematisiert werden, wobei auch die aktuelle Forschung und der zukünftige Einsatz diskutiert werden können.
Die Recherchefähigkeit der Schülerinnen und Schüler wird geschult und verbessert, aber auch das selbständige Forschen und Experimentieren sowie die Arbeit und eigenständige Organisation innerhalb einer Gruppe gefördert.
