AT131780B

AT131780B - Lichtelektrische Zelle und Verfahren zur Herstellung derselben.

Info

Publication number: AT131780B
Authority: AT
Inventors: Erwin Falkenthal
Original assignee: Erwin Falkenthal
Priority date: 1930-08-07
Filing date: 1931-08-05
Publication date: 1933-02-10
Also published as: CH157167A; DK47522C

Description

Liehtelektrische Zelle und Verfahren zur Herstellung derselben.

Die Erfindung bezieht sich auf eine hchtelektrische Zelle, deren lichtempfindliche Substanz aus Selen oder den andern bekannten lichtempfindlichen Stoffen der 6. Gruppe des Systems der Elemente besteht. Die Erfindung bezweckt, den technischen Wirkungsgrad dieser Zellen zu erhöhen, und gibt hiefür eine Regel an, nach welcher es zugleich möglich ist, die Fähigkeit einer solchen Zelle, selbst ohne Hilfsstromquelle einen merklichen Strom zu erzeugen, derart zu steigern, dass dieser Strom für technische Zwecke brauchbar und dabei in proportionaler Abhängigkeit von der Stärke der Belichtung der Zelle ist, so dass man also in der Zelle gleichzeitig ein gutes Photoelement erhält.

Insbesondere bezieht sich die erfindungsgemässe Verbesserung auf solche Zellen, denen ein schichtenmässiger Aufbau zugrunde liegt. Auf einer Trägelplatte aus Metall oder einem andern elektrisch leitenden Stoff ist in bekannter Weise eine Selenschicht aufgebracht, die nach dem heutigen Stand der Kenntnis eine kristallinische Struktur besitzen muss, um lichtempfindlich zu sein. (Unter Selen soll hier und im folgenden im allgemeinen die oben bezeichnete Klasse lichtempfindlicher Stoffe verstanden sein, die insofern als Selenklasse bezeichnet werden kann.) Auf der Selenschicht ist wiederum eine Schicht aus elektrisch leitendem Stoff aufgebracht. welche so dünn ist, dass das Licht auf die lichtempfindliche Substanz wirken kann. Es ist. bereits bekannt, diese Deckschicht auf das Selen durch Aufpressen in kaltem oder heissem Zustand aufzubringen.

Beide Methoden sind jedoch nachteilig, da beim kalten Aufpressen die Deckschicht nur die Spitzen der einzelnen Selenkristalle berührt, so dass die Verbindung sehr unvollkommen ist, während beim heissen Aufpressen die ganze Selenschicht so stark erhitzt
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des kristallinischen Selens nicht aufweisen.

Gemäss der Erfindung wird nun der Wirkungsgrad der lichtelektrischen Zelle mit schichtenmässigem Aufbau dadurch erheblich verbessert, dass die Selenschicht von dem Aufbringen der Deckschicht sensibilisiert und die Deckschicht dann ohne Anwendung wesentlicher Erwärmung durch Aufreiben, Aufspritzen oder auf galvanischem Wege aufgebracht wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die kristallinische Oberflächenstruktur der lichtempfindlichen Substanz, auf der die
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dem Grade zu Hilfe genommen wird, dass die genannte Schädigung der lichtempfindlichen Substanz vermieden wird.

Man kann diese letzteren Verfahren in diesem Sinne ebenfalls als
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durchlässiger Platinspiegel heiss auf das Selen aufgepresst wird. das dabei durch Schmelzen seine Lichtempfindlichkeit ganz oder grösstenteils verliert. (Soweit bei diesem Verfahren die Kristallisation erst nach dem Einschmelzen des Selens zwischen zwei Platinspiegeln versucht wurde,

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ganzen Fläche umfassende Verbindung der aneinandergrenzenden Stoffe hergestellt werden.

Wenn für diese innige und breite Verbindung an der Grenzfläche gesorgt wird. ist der Schichtmässige Aufbau der Zelle, der bisher nur durch Aufeinanderliegen von Schichten verursacht wurde und infolge der hiebei unvermeidlichen, mit Luft erfüllten Zwischenräume auch bei An-
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brauchbar, weil die Zelle jetzt zugleich eine für die teelinische Anwendung jeder Art geeignete Form erhält.

Die innige breite Verbindung der Schichten wird z. B. dadurch erzielt, dass man clip Deckschicht aus Blattmetall herstellt. das durch Aufpressen innig mit der Selenschicht ver-
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Schoop'schen Spritzverfahren aufbringen. Die Deckschicht kann auch durch elektrolytische Bäder oder durch das sogenannte Kontakt-oder Anreibeverfahren hergestellt werden, IwÍ welchem Lösungen von Metallsalzen in Aufschwemmung von mechanisch und chemisch reinigenden Mitteln verwendet werden. Es kann auch eine Kombination des mechanischell. chemischen und elektrolytischen Verfahrens zur Herstellung der Deckschicht benutzt werden.

Beispielsweise hat sieh geeignet erwiesen, zunächst durch ein mechanisches Verfahren Blei auf die Selenschicht aufzubringen und hienach auf elektrolytischem Wege einen Kupferüberzug auf dem Blei zu erzeugen.

Für die Wirksamkeit der Zelle ist es förderlich. wenn die Verbindung zwischen der Selenschicht und der Deckschicht einerseits und der Selenschicht und der Trägerplatte anderseits möglichst abweichend voneinander sind. Wird also gemäss der Erfindung die Selenid- bildung an der Deckschicht möglichst vermieden. so muss an der Trägerplatte die Selenid-
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Selenidbildung an dieser Stelle begünstigt werden. Dies kann man auch dadurch erzielen, dass man als Trägermaterial ein Metall, beispielsweise Zinn. wählt, das sich bei niedriger Temperatur von zirka 1500 mit dem Selen legiert.

Bei Zellen, die ohne Hilfsstromquelle einen technischen Strom liefern sollen, ist e-
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Deckschicht keinen zu hohen Widerstand hat. Es ist daher in diesem Fall für die Deckschicht möglichst ein Material zu wählen, das im Verhältnis zum Selen einen höheren Leitwert besitz).
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Handel üblichen Selens bei Temperaturen zwischen 180 und 220 erzeugt. wobei es einig, geeignete Kristallisationsstufe annimmt. Die notwendige Höhe der Temperatur und die Dauer der Erhitzung richtet sich nach der Herkunft und etwaigen Beimengung des Selens und ist leicht durch Versuche zu ermitteln. Die Schichtdicke des Selens kann vom Bruchteil eines Millimeters bis zu mehreren Millimetern betragen.

Das Selen kann durch Beigabe von Metallen. deren Salzen, Graphit und anderem vermischt werden, um einen höheren Leitwert und damit eine Zelle geringeren Widerstandes. die für manche Zwecke erwünscht ist, zu erzeugen.

Die in der beschriebenen Weise ausgebildete Zelle kann bei der auf die Deckschicht auffallenden Strahlung. die beispielsweise von einer durch Wechselstrom gespeisten Glühlampe geliefert wird. unter direkter Anschaltung eines hochohmigen Kopftelephons direkt zur Frequenzkontrolle des Netzstromes verwendet werden. Für viele Fälle empfiehlt es sieh erfindungsgemäfi. den von der Zelle erzeugten Strom dem Gitter einer Verstärkerröhre zuzuführen und den durch diese oder durch mehrere weitere Röhren verstärkten Strom zwecks Betätigung grösserer Energie bedürfender Instrumente und Einrichtungen zu verwenden.
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über einen der letzteren und dem Stromverbraucher angepassten Transformator, z.

B. mit d''r Rölire, verbunden. Dies empfiehlt sich besonders, wenn zur Vermeidung gegenseitiger Beein- flussnng die Zelle in grösserer Entfernung von der Verstärkereinrichtung oder einem andern
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erfindungsgemäss durch die andern bekannten \. nkopplungsarten, 7.. B. durch die kapazitive, durch die Widerstandskopplung oder eine Vereinigung beider Kopplungsarten, erfolgen. Welche von diesen Kopplungsarten anzuwenden ist, ist von Fall zu Fall nach den jeweiligen Umständen zu beurteilen.

Man kann an die Röhre eine Gittervorspannung anlegen, um durch deren Einstellung sowohl die Röhre als auch die Zelle auf einen günstigen Arbeitspunkt einzuregulieren. Die hiefür erforderlichen Spannungen richten sich im wesentlichen nach den verwendeten Röhren, die Gittervorspannung wird also etwa zwischen l und 20 Volt liegen. Um die Arbeit des Einregulierens der eben erwähnten Gittervorspannung zu erleichtern, wird erfindungsgemäss endlich eine getrennte Spannung an die Zelle und eine besondere Gittervorspannung an der Röhre verwendet. Hiebei wird erfindungsgemäss der Negativpol der Spannungsquelle an den Träger der Selenschicht und der Positivpol an die vom Licht getroffene Schicht unter Zwischenschaltung etwa erforderlicher Widerstände gelegt.

Die Zellen sind zweckmässig, zwecks weiterer Steigerung des Wirkungsgrades, so ausgebildet, dass ihr ohmscher Widerstand in Richtung senkrecht zu ihrer Fläche weniger als 1000 Ohm pro Flächeneinheit beträgt. Dabei ist es wesentlich, dass die lichtempfindliche Schicht. die z. B. aus einem Metalloid, wie Selen, besteht und auch mit Metallen (z. B. Alkalimetallen) in geringerer Menge vermischt sein kann, in sehr dünner Stärke aufgebracht wird. u. zw. höchstens etwa 0'1 111m dick. Die untere Grenze ist durch die Durchschlagsfestigkeit des gewählten Stosses bedingt. Für Selen ist z. B eine kleinste Schichtdicke von 0#02 ! mw anwendbar.

Die Leistung einer solchen Zelle ist ausserordentlich hoch, obgleich sie nur eine Hilfsspannung von etwa 0-4 Volt benotigt.

Die Deckschicht wird aus lichtdurchlässigen oder porösen leitenden Stoffen hergestellt, um, wie erwähnt, eine gute Lichtdurehlässigkeit der Deckschicht herbeizuführen.

Auf Grund der Erkenntnis. dass bei der Aufbringung der lichtempfindlichen Schicht, insbesondere bei der meist erforderlichen Formierung. d. h. z. B. beim Selen der Umwandlung
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wird erfindungsgemäss der lichtempfindliche Stoff, z. B. das Selen, bei der Erzeugung der Schicht gepresst, um ein völlig dichtes Gefüge der Schicht und einen geringen elektrischen Widerstand zu erzielen. Das Pressen erfolgt bei Verwendung pulverförmigen Materials bereits im kalten Zustand. auf jeden Fall aber bei der späteren Erwärmung und Formierung. Dieses Pressen braucht nicht ununterbrochen zu erfolgen, sondern es genügt bzw. ist zweckmässig, das Pressen absatzweise vorzunehmen, damit in den Zwischenzeiten den Gasen Gelegenheit znm Entweichen gegeben wird.

Zwischen Pressstempel und Schicht wird zweckmässig eine gasdurchlässige Zwischenlage. etwa von an sich festem dünnem Asbest. angeordnet.

An Stelle der bekannten Aufbringungsart des lichtempfindlichen Stosses, beim Selen z. B. durch Aufstreichen des sogenannten Stengelselens auf die auf 200-250 erhitzte Trägerplatte, wird erfindungsgemäss so verfahren, dass das Selen in fein verteiltem Zustand in dünner Schicht durch Aufstäuben oder Sieben in mogliehst gleichmässiger Dicke und Dichte auf die Grundplatte aufgebracht wird. Dies ist besonders für die Herstellung grosser Flächen wichtig. Diese Schicht wird im kalten oder schwach erwärmten Zustand gepresst und hierauf die so vorbereitete Platte den für die Formierung erforderlichen Temperaturen (bei Selen etwa 00 ) ausgesetzt, wobei die Pressung mehrmals wiederholt wird.

Die Anwendung einer sehr dünnen Schicht hat für die Herstellung der Zelle den besonderen Vorteil, dass die Formierung anstatt vieler Stunden meist nur wenige Minuten erfordert. Das Aufstäubungsverfahren hat vor der bisher gebräuchlichen Aufbringung der Schicht in flüssigem Zustand des betreffenden Stoffes den Vorteil, dass die Luft bereits im ersten Augenblick der Erhitzung durch die Zwischenräume des pulverförmigen Materials entweichen
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Oxydation, welche bei diesem Verfahren eintritt, günstig auf die Leistung der Zelle einzuwirken.

Der elektrische Widerstand der Zelle kann weiter dadurch vermindert werden, dass man dem Selen oder einem anderen als Hauptbestandteil gewählten Stoff gut leitende Stoffe in
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hiebei beobachtete Steigerung der Lichtempfindlichkeit auf die Elektronen auslösende Wirkung des Kaliums bzw. Natriums zurückzuführen. An Stelle von oder neben den Metallen usw. können auch oxydierende Stoffe, wie z. B. chlorsaures Kali, in geringen Mengen zugesetzt oder eine Behandlung der Schicht mit Sauerstoff angewendet werden. Auch Zusätze von radioaktiven Stoffen wirken ähnlich. Auf der leichten Elektronenabgabe scheint auch die Eigenart solcher Zellen zu beruhen, dass sie auch ohne Erregerspannung bei Belichtung Strom abgeben.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, den Widerstand der Zelle auf etwa 1000 Ohm
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Bei Aufbringung der Deckschicht unter Druck oder bei der Formierung der lichtempfindlichen Schicht ist das Anlegen einer Hilfsspannung vorteilhaft. Die bei höheren Stromstärken hiebei entstehende Erwärmung kann zur Unterstützung der Formierung der lichtempfindlichen Schicht benutzt werden, unter Umständen kann auf eine besondere Wärmequelle verzichtet werden.

Zum Zweck der Sicherung einer guten Lichteinwirkung wird die Dicke der Deckschicht
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sie wesentlich geschlossen ist, wie z. B. ein chemisch erzeugter Silberniederschlag. Verwendet man eine Deckschicht. die zum Zwecke der Lichtdurehlässigkeit porös ist. wie sie z. B. durch Aufstäuben fein pulverisierten Woodmetalls mit nachfolgender Pressung bei zirka 1000 entsteht, so kann die Dicke der Deckschicht 0'1 mm oder auch mehr betragen.

Bei der Wahl der Stoffe für die Deckschicht einerseits und die lichtempfindliche Schicht anderseits scheint die Beachtung der Spannungsreihe vorteilhaft zu sein. Es hat sich z. D. auf einem Träger aus Eisen als lichtempfindliche Schicht Selen mit geringen metallischen Beimengungen, z. B. von Alkalimetall, und darüber eine dünne Deckschicht aus Graphit bewährt.

Bei der Prüfung der fertigen Zelle kommt es infolge der geringen Dicke der Selenschicht gelegentlich vor. dass sich metallische leitende Verbindungen (Strombrücken) zwischen Deckschicht
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Durch den dabei fliessenden starken Strom wird die Brücke zerstört und die Zelle betriebsfähig.
Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren lassen sich Zellen von beliebiger Aus-
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zusamrnenzuschalten.

Der vom Licht getroffenen Schicht, insbesondere der über dem eigentlichen licltempfind- lichen Material befindlichen dünnen, aus elektrisch leitendem Stoff bestehenden Deckschicht wird vorteilhaft Anilin oder ein anilinhaltiger Stoff zugesetzt. Beispielsweise kann man einen der käuflichen Anilinfarbstoffe benutzen und in die Oberfläche der Deckschicht einreiben oder einpressen, auch z. B. aufspritzen.

Durch diesen Anilinzusatz erhält die Zelle die Fähigkeit, schon auf sehr geringe Lichtreize anzusprechen, ferner wird die relative Grösse der Wirkung für jeden Reizgrad erhöht. EinZelle, die unter dem Einfluss der Belichtung ohne Zuhilfenahme einer Stromquelle Strom liefert, wird durch den Anilinzusatz zu einer relativ grossen Stromerzeugung veranlasst.

Das Anilin kann vor dem Zusetzen zweckmässig mit einem Metall-oder Graphitpulver oder einem ähnlichen leitenden Stoff gemischt werden. In diesem Sinne sind z. B. die Schreibminen der handelsüblichen Kopierbleistifte benutzbar. die mit dem Anilinblau gefärbt sind.
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fertigen Zelle als vorteilhaft erwiesen, sofern dabei der Schmelzpunkt der lichtempfindlichen Schicht nicht überschritten wird.

Die Wirkung des Anilinzusatzes selbst kann dadurch verstärkt werden, dass auf (kr anilinhaltigen Deckschicht eine weitere dicht anliegende, z. B. aufgepresste, dünne Metallschicht
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Eine weitere Verbesserung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass die elektrisch'- Ungleichmässigkeit der den Träger der Strahlungsempfindlichkeit bildenden Grenzfläche oder Grenzschicht durch ein die inneren Widerstände der Flächenteile ausgleichendes Verfahren beseitigt wird.

Die Zellen bestehen nämlich aus einer dünnen Halbleiterschicht, einer dieselbe
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schicht, die ebenfalls besser leitet als die Halhleiterse. hicht. jedoch zwecks Durchlassung der Strahlung in der Regel dünner ist als die Trägerschicht oder Öffnungen aufweist.

Der Sitz der durch die Belichtung ausgelösten elektrischen Wirkung ist, wie erwähnt. nach allem Anschein die molekulardünne Grenzschicht. die zwischen dem Halbleiter und der Deckschicht liegt. Wegen der sehr geringen Dicke dieser Grenzschicht soll dieselbe im folgenden als.. Grenzfläche'- bezeichnet werden. Fasst man nun beliebig viele und beliebig ; leine Teilt dieser Grenzfläche als molekulare Spannungsquellen auf, so folgt aus dem geschilderten Aufbau der Zelle, dass diese molekularen Spannungsquellen sämtlich parallel zueinander zwischen Deck- und Trägerschicht geschaltet sind, wobei die Halbleiterschicht als vorgeschalteter ohmscher Widerstand wirkt.

Die Nachteile, welche sich bei Parallelschaltung ungl. eieher Primärelementz mit verschiedenen inneren Widerständen und etwa auch verschiedenen E. M. K. ergeben und durch inneren Schlussa jede Stromlieferung in Frage stellen können, sind bekannt. Da dj..

E. M. K.-Werte der : i\1olekularelemente der Elektrozellen sehr klein sind. so werden naturgemäss besonders hohe Forderungen an die Gleichmässigkeit der elektrischen Eigenschaften dieser l\101ekularelemente gestellt.

Die elektrische Ungleichförmigkeit kann somit als eine Verschiedenheit der E. M. K. der einzelnen Molekularelemente oder ihrer inneren Widerstände aufgefasst werden.

Diese Ungleichheit der Molekularelemente, die bei der Herstellung der Zelle entsteht, wird erfindungsgemäss durch ein die inneren Widerstände dieser Molekularelemente ausgleichendes Verfahren beseitigt.

Bei diesem Verfahren, dessen Wirksamkeit auf der Vorsehaltung von Widerstand vor die Gesamtheit der Molekularelemente beruht, wird lediglich der innere Widerstand der Zelle erhöht, während die Empfindlichkeit, d. h. die in Abhängigkeit von der Belichtung erzeugt
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es auf besonders geringen Widerstand betriebsmässig nicht ankommt.

Den Widerstandsausgleich kann man beispielsweise dadurch herstellen, dass man dem Halbleiter Zusätze aus schlecht leitendem Stoff gibt. Benutzt man z. B. Selen als Halbleiter. so wird in kleinen Mengen (bis etwa 5 %) Schwefel oder Tonerde oder die seltenen Erden. wie Cer. Thorium, zugefügt. Ganz allgemein kann man alle solche schlecht leitenden und mit Selen mischungsfähigen Stoffe wählen, die jedenfalls zufolge ihrer Art oder zufolge ihrer geringen
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Ein anderes Verfahren zur Widerstandsausgleichung besteht darin, dass man, im Falle des Selens, die Formierung, also die Umwandlung der nichtleitenden Selenform in die kristalline gut leitende Form, durch Anwendung verringerter Temperatur nicht vollständig sich ausbilden lässt oder vorzeitig abbricht.

Dabei erhält das Selen nicht die bekannte blanke metallisch glänzende. sondern eine sammetartig mattgraue Oberfläche. Dies wird insbesondere dann leicht erzielt, wenn dem Selen Schwefel beigegeben wurde.

Ein drittes Verfahren besteht darin, dass man den Widerstand der Deckschicht erhöht. indem man dem für die Stromableitung erforderlichen Metall schlecht leitende Zusätze (z. B. Kaolin oder Graphit) gibt oder Metallegierungen von geringer Leitfähigkeit benutzt. Soweit die pulverförmig gemischten Stoffe nicht binden, setzt man denselben ein Öl oder einen Klebstoff. z. B. Tragant, zu.

Schliesslich kann man auch eine besondere Widerstandsschicht, zwischenfügen. am einfachsten unter der Deckschicht. Beispielsweise ist eine Graphitschicht brauchbar. die man am einfachsten aus der Mine von Bleistiften, am besten Kopierstiften, gewinnt.
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fein zerstäubtem Zustand auf die Halbleiterschicht niedergeschlagen.

Ein dampfförmiger Zustand wird beispielsweise in der Weise angewendet. dass man den Halbleiter (z. B. Selen) im Ofen verdampft und auf der in den Ofen gebraehten Trägerplatte niederschlagen lässt. Hiedurch erzielt man eine mit der Trägerplatte verbundene Halbleiterschicht (Selenschicht) von grosser Gleichmässigkeit. Die Oberfläche der Trägerplatte kann zweckmässig durch Aufrauhen. Anätzen u. dgl. gut haftfähig gestaltet werden. Die Gleichmässigkeit der
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in den Ofen erhitzt, jedoch nicht bis auf die Temperatur des Halbleiterdampfes. Diese Träger- platte kann auch bereits mit einer Grundschicht des Halbleiters bedeckt sein.

Gleichzeitig mit dem Halbleiter oder in Mischung mit ihm kÖnnen Zusätze. die für die Strahlungsempfindlichkeit und andere Eigenschaften der Zellen günstig sind. wie Schwefel (einige Prozent). Kalinni.

Natrium, Anilin oder Anilinfarbe verdampft und in Mischung mit dem Halbleiter nieder-
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Dampfform niederzuschlagen und danach im gesonderten Verfahren den oder die Zusätze als Niederschlag aufzubringen.

Auf der durch Dampfniederschlag entstandenen Halbleiterschicht wird die Deckschicht aufgebracht, wozu man vorteilhaft ein gleiches Verfahren benutzt. In diesem Fall muss der Schmelzpunkt des Stoffes, aus dem die molekulardünne Deckschicht bestehen soll. niedriger als der Schmelzpunkt des Halbleiters liegen. damit letzterer nicht schmilzt. Hiefür kommen die leicht verdampfbaren Metalle in Betracht.

Ein anderes Verfahren besteht darin, dass man den Halbleiterstoff in Kebelform bring) und auf die Trägerplatte aufspritzt, ähnlich wie dies beim Schoop'sehen Metallzerstäubung." verfahren stattfindet. Die unmittelbare Berührung mit einer Flamme, die im allgemeinen zu heiss ist. muss jedoch vermieden werden, weil der Halbleiter sonst verbrennt, anstatt zu schmelzen.

Der Halbleiterstoff wird daher in einer Spritzpistole durch indirekte Heizung verflüssigt (für Selen sind 200-3000 erforderlich :) und dann im Luftstrom oder einem Gasstrom. z. B. Sauerstoff.

zerstäubt. Auf ähnliche Weise kann man durch Anwendung von schwefelhaltigem Gas eine Schwefel-Selen-Mischung herstellen usw. Wünscht man derartige Mischungen nur auf der Ober- fläche (Grenzschicht), so benutzt man gegebenenfalls indifferentes Gas zur Zerstäubung und behandelt die fertige Halbleiterschicht bei entsprechender Temperatur nachträglich mit Sauerstoffgas usw.

Für diese Zwecke ist es auch möglich, die Zerstäubung in einem Raum aus- zufuhren, der mit dem Sauerstoff usw. bzw. mit dem indifferenten Gas angefüllt ist.

Die Zerstäubung wird erleichtert, wenn man dem flüssigen Halbleiter Schwefel beimischt.

Die Zerstäubungsluft wird zweckmässig vorgewärmt. Die Gleichmässigkeit des Niederschlages
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der Nebel niedergeschlagen werden soll. regelmässig bewegt. Dies eignet sich insbesondere für grössere Flächen.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird nicht nur eine grosse Gleichmässigkeit der Halbleiterschicht bzw. Grenzschicht erzeugt, sondern auch eine innige Verbindung zwischen dieser und den beiden anschliessenden Schichten erzielt, was im Gegensatz zu der bisher üblichen blossen Berührung der Schichten für den Wirkungsgrad der Zelle vorteilhaft ist. Um diese innige Verbindung möglichst zu begünstigen, wird bei der Zerstäubung vorteilhaft ein höherer Druck, etwa 4-6 Atm.. angewendet. Hiedurch wird zugleich eine gewisse Feinkörnigkeit der Schicht und eine besonders dichte Lagerung des Materials ähnlich wie bei der Dampfniederschlagung erzielt.

Auch das Zerstäubungsverfahren lässt sich für die Aufbringung der Deckschicht benutzen. indem man z. B. eine kolloidale Graphitlösung zerstäubt und aufspritzt.

Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt in beiden Ausführungsarten die Behandlung einer beliebig grossen Fläche, ohne dass die erforderlichen Einrichtungen schwierig werden.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von lichtelektrischen Zellen, bei welchen eine Schicht aus einem Element der 6. Gruppe des periodischen Systems bzw. deren Verbindung, insbesondere Selen, zwischen einer elektrisch leitenden Grundplatte und einer elektrisch leitenden lichtdurchlässigen Deckschicht vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Selenschicht vor dem Aufbringen der Deckschicht sensibilisiert und die Deckschicht dann ohne Anwendung wesentlicher Erwärmung durch Aufbringen der Deckschicht in feiner Verteilung. z. B. durch Aufreiben. Aufspritzen bzw. durch Niederschlagen aus Lösung oder auf galvanischem Wege. aufgebracht wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der EMI6.2 Deckschicht zur Tragplatte.

3. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selenschicht von sehr EMI6.3 Zelle in Richtung senkrecht zu ihrer Fläche weniger als 1000 Ohm für die Flächenein- heit (cm besitzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Deckschicht eine EMI6.4 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtempfindlichen Schicht oder der Deckschicht oder beiden geringe Mengen radioaktiver Stoffe zugesetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckschicht Anilinfarbstoffe oder ein anilinfarbstoffhaltiger Stoff zugesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass ausser der anilinfarbstofF haltigen Deckschicht eine weitere dicht anliegende Schicht aus dünnem Metall (z. B. Platten. gold) vorgesehen wird.

8. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Grundplatte in an sieh bekannter Weise durch Ausglühen, Aufrauhen usw. gering vergrössert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Schicht EMI6.5 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von pulverförmigem zerstäubbarem Material für die lichtempfindliche Schicht dieses bereits im kalten Zustand gepresst wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Formierung und Pressung die sich bildenden Gase durch Absaugen oder Benutzung einer gasdurchlässigen Zwischenlage entfernt werden. EMI6.6 <Desc/Clms Page number 7> EMI7.1 der Deckschicht oder der Formierung der lichtempfindlichen Schicht eine Hifsspannung an die Deckschicht und die Trägerplatte angelegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass an die fertiggepresst Zelle zwecks Beseitigung eines etwaigen Schichtenkurzschlusses eine über der Betriebsspannung liegende Hilfsspannung kurzzeitig angelegt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Zusatz von Anilin oder anilinhaitigen Stoffen zur Deckschicht diese Stoffe vor dem Zusetzen mit Metalloder Graphitpulver vermischt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass als Anilinzusatz di- Schreibminen der handelsüblichen Kopierstifte benutzt werden.

17. Verfahren nach Anspruc 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der anilinhal1ifwn Deckschicht versehene Zelle zwecks weiterer Steigerung der Empfindlichkeit und der Leistung EMI7.2 gangswiderstand verschiedener Zellteile von der Deckschicht zur Trägerplatte durch Anbringung zusätzlicher Widerstände an Stellen geringeren Durchgangswiderstandes ausgeglichen werden.

19. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstaudsausgleich durch Erhöhung des Gesamtwiderstandes des Schichtensystems der Zelle bewirkt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsausgleich durch schlechtleitende Zusätze (z. B. Schwefel. Tonerde. seltene Erden. wie Cer. Thorium) zur Halbleiterschicht bewirkt wird.

21. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet. dass der Widerstandsausgleich durch unvollständige Formierung des Halbleiters bewirkt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass zwecks Widerstandsausgleich der strahlungsdurchlässigen Deckschicht durch Wahl der Metalle oder schleehtleitenden Zusätze (z. B. Graphit. Kaolin, Sulfite, Selenite) ein höherer Widerstand gegeben wird.

23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Widerstandsausgleich eine besondere Widerstandsschicht, beispielsweise aus Grapliit. angeordnet wird.

24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusammenhängende lichtdurchlässige (obere) Deckschicht durch Niederschlagung aus dampfförmigem oder dampf- ähnlichem (nebelförmigem) Zustand hergestellt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Deckschicht (z. B. Blei) im Ofen verdampft und auf die mit dem Halbleiter bedeckte Trägerplatte niedergeschlagen wird. EMI7.3 mechanisches Zerstäuben und Aufspritzen, z. B. in der Art des Schoolp'schen Metallspritzverfahrens, aufgebracht wird, u. zw. in der Weise, dass die Spritzvorriehtung indirekt bis zur Schmelztemperatur des Halbleiters beheizt wird. EMI7.4

Anilin, Kalium u. dgl. zum Halbleiter gleichzeitig mit diesem oder im gesonderten Arbeitsgang aufgebracht werden.

28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Woodmetall oder kolloidalem Graphit rein oder mit Metallpulver gemischt bestehende Deckschicht durch Auf- spritzen hergestellt wird.

29. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzpistole mit einem Überdruck des Pressgases von mehr als 4 Atm. betrieben wird.

30. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzvorrichtung ein vorgewärmter Zerstäubungsstrom zugeführt wird.

31. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, dass dem Halbleiter in der Zerstäubungsdüse Sauerstoff oder ein sauerstoff- oder Schwefelhaltiges Gas beigemischt wird oder das Aufspritzen in einer solchen Atmosphäre geschieht. EMI7.5