AT149626B - Elektrodensystem unsymmetrischer Leitfähigkeit. - Google Patents

Description

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  Elektrodensystem unsymmetrischer Leitfähigkeit. 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrodensystem unsymmetrischer Leitfähigkeit, bei dem als Material für eine der Elektroden Selen verwendet ist, welche Elektrode auf einer Seite durch eine
Sperrschicht begrenzt ist. 



   In einem derartigen Elektrodensystem besteht die elektronegative Elektrode aus einer Selen- schicht von sehr geringer Dicke, die z. B. zwischen einigen Hundertstel und einigen Zehntel eines Milli- meters schwankt. 



   Das Trägermaterial dieser elektronegativen Schichte hat besonderen Anforderungen zu genügen, um seine Aufgabe in einwandfreier Weise erfüllen zu können. Es soll ein gutes Anhaften des in   flüssigem  
Zustand aufgebrachten Selens gewährleisten, um zu erreichen, dass sich das Selen gut ausbreitet und, solange es noch flüssig ist, sieh nicht zu einem Tropfen zusammenzieht. Ferner soll das Selen auch bei der Temperatur, auf die es zur Überführung in die leitende kristallinische Modifikation erhitzt werden muss, verlässlich fest haften, so dass ein gut leitender Kontakt gewährleistet bleibt. Es wurde bereits vorgeschlagen, zu diesem Zweck das Selen auf einen z. B. aus einem Metall der Eisengruppe oder aus Platin bestehenden Träger aufzubringen. 



   Wesentlich bessere Resultate erhält man jedoch, wenn das Selen erfindungsgemäss auf der der Sperrschicht gegenüberliegenden Seite auf einen aus Kohle bestehenden Träger aufgebracht wird. 



   Es wurde zwar schon vorgeschlagen, in Sperrschichtphotozellen Kohle oder Graphit zu verwenden, jedoch an anderen Stellen der Zelle und zur Lösung ganz anderer Aufgaben. Bei den bekannten Zellen befand sich die Kohle entweder auf der von der Selenelektrode abgewandten Seite der Sperrschicht oder es wurde in einem Isolierstoff fein verteilter Graphit auf eine Kupferoxydulschichte aufgebracht. Auch war es schon bekannt, Graphitpulver dem Kupferoxydul von Gleichrichterzellen als reduzierendes Mittel beizusetzen oder Gleichrichter aus abwechselnden Schichten von Carborundum und Kohle aufzubauen. 



   Demgegenüber besteht die Erfindung in dem Auftragen einer Selensehichte auf eine Kohlegrundlage, wodurch der erwähnte wichtige Vorteil eines verlässlichen Anhaftens sichergestellt ist. 



   Ein weiterer Vorteil der Kohleunterlage ist darin zu erblicken, dass zwischen ihr und der Selenschicht keine oder nahezu keine chemischen Reaktionen eintreten. Wenn die Kohleunterlage eine Zwischenschicht zwischen dem Selen und einem Metallträger bildet, sind auch Reaktionen zwischen diesen ausgeschlossen oder doch sehr erschwert. Dies ist wichtig, weil die bei solchen Reaktionen entstehenden Verbindungen eine   unerwünschte   Sperrschicht bilden könnten, welche die Gleichrichtwirkung des Systems beeinträchtigen würde, da auf der andern Seite des Selens bereits eine Sperrschicht mit an diese grenzender gut leitender Elektrode vorhanden ist. Im System wären also zwei Gleichrichter vorhanden, deren Wirkungen sich teilweise aufheben würden. 



   Als Trägermaterial eignet sich insbesondere Graphit. 



   Die Kohlen-oder Graphitschicht kann gemäss einer günstigen Ausführungsform der Erfindung ihrerseits auf einen Metallträger aufgebracht sein. 



   In der Praxis stellt es sich heraus, dass sich eine unerwünschte Sperrschicht auch auf der Oberfläche des Metallträger bilden kann, auf den die Kohlezwischensehicht derart aufgebracht wird, dass sich kleine Öffnungen in der Kohleschicht befinden, besonders dann, wenn die Dicke der Kohle- 

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 zwischenschicht sehr klein ist. Eine solche Sperrschicht könnte sich an der Luft oder durch Einwirkung von Selendämpfen bei der Herstellung des Elektrodensystems bilden. 



   Gemäss einer günstigen Ausführungsform der Erfindung wird jede Möglichkeit der Bildung einer 
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 ein Metall zu wählen, welches die besten Eigenschaften in bezug auf   Elektrizitäts- und Wärmeleit-   fähigkeit besitzt, da die Anforderung bezüglich Korrosionsbeständigkeit bei diesem Stoff in diesem 
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 von in Reihe geschalteten Elementen besteht, die je einen. Selenträger enthalten. Wennn diese Träger aus Aluminium hergestellt werden, erhält man eine beträchtliche Gewichtsersparnis. 



     Die Metallträger   können erfindungsgemäss beispielsweise dadurch vor Korrosion geschützt werden, dass sie mit Nickel oder Chrom überzogen werden. Bekanntlich ist Chrom ein Metall, das im allgemeinen sehr schwer Verbindungen mit andern Stoffen eingeht. Ausserdem hat es die vorteilhafte Eigenschaft, dass die Kohleschicht hinreichend fest auf ihm angebracht werden kann. Dies kann noch verbessert werden, wenn man den Träger vor dem Aufbringen der Chromschicht, z. B. mittels eines Sandstrahles aufrauht. 



   Zwar wird das Nickel selbst stärker als Chrom von Selendämpfen angegriffen, aber es hat sich in der Praxis gezeigt, dass bei Anordnung einer Nickelschicht auf Kupfer oder auf Aluminium selbst bei erzwungener Einwirkung von Selendämpfen keine unerwünschte Sperrschicht gebildet wird, und dass, falls diese Metalle nicht mittels einer Nickelschicht geschützt sind, dieser Nachteil in hohem Masse auftritt. Die schützenden Eigenschaften des Nickels vor Lufteinwirkung sind an sich wohl bekannt. 



  Das Nickel ist dem Chrom darin überlegen, dass die Kohleschicht an ihm noch viel stärker festhaftet. 



   Die Herstellung eines Elektrodensystems gemäss der Erfindung wird nachstehend an Hand der Fig. 1 näher erläutert. 
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 auf die auf verschiedene Weise die Kohleschicht 2 aufgebracht werden kann. So kann z. B. die aufgerauhte Platte mit pulverförmiger Kohle trocken eingerieben werden oder die Kohle kann aus einer Kohlensuspension in Bindemitteln (z. B. aus einer unter dem Namen"Graphitsehmiere"bekannten Kohlensuspension in Wasser) auf den Träger aufgebracht werden, worauf das Ganze zur Verdampfung oder Verbrennung der Dispersionsmittel erhitzt wird. Die Dispersionsmittel können auch durch eine Erhitzung in Vakuum entfernt werden, was die Verkohlung der Bindemittel zur Folge hat. 
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 gebracht und während einiger Zeit (gewöhnlich 2 bis 24 Stunden) auf eine Temperatur von etwa 200  C erhitzt.

   Das Selen ist jetzt halbleitend geworden, da eine Modifikationsänderung stattgefunden hat ; das amorphe Selen ist nämlich in die leitende kristallinische Modifikation übergegangen. 



   Es wird dann auf das Selen 3 eine z. B. aus einem Kunstharz, wie Polystyrol bestehende Sperrschicht 4 aufgebracht, der je nach der zu sperrenden Spannung eine Stärke von   0'1   bis 10   (1-   gegeben werden kann, worauf die gut emittierende Elektrode   6   durch Aufspritzen aufgebracht wird. Zur Herstellung der Elektrode   6   wird eine leicht schmelzbare Legierung, z. B. Wood's Metall, verwendet. 



   Ein weiteres Beispiel, das an Hand der Fig. 2 beschrieben wird, ist folgendes :
Eine Menge pulverförmiger Kohle wird zu einer festen Platte 6 von genügender Dicke gepresst, 
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 flach ausgebügelt. Dem Selen können zur Erhöhung seiner Leitfähigkeit isolierende Zusätze in fein-   zerteiltem   Zustand, z. B. Bariumwolframat   (BaWO),   zugesetzt sein. Das Selen wird dann dadurch in die leitende kristallinische Modifikation übergeführt, dass es während einiger Stunden in einem Ofen auf eine jedenfalls unter dem Schmelzpunkt des Selens liegende Temperatur, z. B. von etwa 200  C, erhitzt wird. 



   Während dieser Erhitzung verdampft das Selen oberflächlich, so dass ein   Häutchen   11 des isolierenden Stoffes entsteht. Auf dieses Häutchen   11,   das also die Sperrschicht bildet, wird die Gegenelektrode 12 aus gut emittierendem Metall, z. B. Kadmium, in flüssigem Zustand in der gewünschten Stärke, z. B. von 1 mm, aufgebracht. 



   In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Elektrodensystems nach der Erfindung in stark ver- 
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 Festhaften der Chromschicht 15 zwischengefügt ist. Die beiden Schichten 14 und 15 sind durch Elektrolyse aufgebracht. 

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   Auf der Chromschicht ist eine Kohleschicht 16 angebracht, die zum Festhaften des Selens dient, das in einer Schicht 17 bis zu einer Stärke von etwa   0'1   mm in flüssigem Zustand aufgebracht wird. Auf dem Selen befindet sich eine Sperrschicht 18 aus Polystyrol, das aus einer Lösung in Benzol aufgebracht werden kann. Die Gegenelektrode 19 besteht aus Woodmetall, das in Form eines geschmolzenen Tropfens, in den der Zuführungsleiter 20 gesteckt ist, auf die Sperrschicht aufgebracht ist. 



   Im Rahmen der Erfindung sind auch noch andere Ausführungsformen   möglich.   Anstatt des Chroms oder des Nickels kann man auch andere korrosionsverhütende Bekleidungen für den Metallträger der Kohleschicht verwenden, z. B. Gold oder Platin. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrodensystem unsymmetrischer Leitfähigkeit, bei dem als Material für eine der Elektroden (3, 10, 17) Selen verwendet und diese Elektrode auf der einen Seite durch eine Sperrschicht (4, 
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 aus Kohle bzw. Graphit (2, 6,   16)   aufgebracht ist.

Claims (1)

1. 2. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Kohle bzw. Graphit bestehende Träger seinerseits auf einem Träger aus Metall aufgebracht ist.

   3. Elektrodensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallträger, z. B. Cu oder AI, mit einem korrosionsverhütenden Überzug, z. B. Ni oder Cr, versehen ist. EMI3.2