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Bei Sperrschichtzellen, welche aus einer Trag- platte, einer halbleitenden Elektrode, einer Sperr- schicht, einer dünnen darauf angebrachten gut- leitenden Elektrode (ferner kurz als Sperrschicht- zelle der Selentype bezeichnet) bestehen, bei welchen ein Stromzuführungsleiter auf letzterer festgelötet ist, tritt durch den Lötvorgang leicht eine Beschädigung der gutleitenden Elektrode ein.
Dieser Nachteil tritt insbesondere auf, wenn das Metall der gutleitenden Schicht sich leicht mit dem Lötmetall legiert. Dadurch, dass nämlich die gutleitende Schicht sehr dünn ist, wird sich diese Schicht beim Anbringen des Lötmetalls darin völlig lösen, so dass an dieser Stelle die spezifischen Eigenschaften der Zelle, welche vom
Metall der gutleitenden Elektrode abhängen, sich in Abhängigkeit vom Lötmetall völlig ändern können.
Man könnte diese Nachteile durch Anwendung eines Druckkontaktes ausschalten, aber in diesem
Falle läuft man wieder Gefahr, dass die gutleitende Elektrode durchgedrückt und beschädigt wird, was zu einer Unstabilität, ja sogar zu einem Kurzschluss der Zelle führt.
Diese Nachteile treten vorwiegend bei Sperrschichtzellen von kleinen Abmessungen auf, d. h. bei solchen, deren gutleitende Elektroden eine Oberfläche kleiner als 30 mm2 besitzen, u. a. bei sogenannten Messzellen. Bei diesen Messzellen werden nämlich an das Metall der gutleitenden Elektrode besondere Anforderungen gestellt ; es wird von der Charakteristik der Zellen ein bestimmter Verlauf gefordert. Bei grösseren Zellen dagegen genügt im allgemeinen eine Verstärkung der gutleitenden Schicht an der Stelle, an welcher der Zuführungsleiter befestigt werden muss. Das Löten kann dort mit einem Material gleich jenem, aus dem die gutleitende Schicht besteht, erfolgen.
Ausserdem besitzt der Lötkontakt hier im Verhältnis zur Oberfläche der ganzen Zelle eine kleine Oberfläche, so dass der Einfluss auf die Charakteristik gering ist, falls hier eine Änderung der gutleitenden Elektrode auftreten würde, vorausgesetzt, dass diese Änderung die Durchschlagspannung nicht beeinträchtigt.
Eine weitere bei Messzellen auftretende Schwierigkeit besteht darin, dass die Elektrode häufig so klein ist, dass es schwierig ist, das Löt- material ausschliesslich Innerhalb dieser Ober- fläche zu halten. Tritt es über diese Oberfläche hinaus, so kann vor allem das Lötmetall als Elek- trode wirksam werden, wodurch sich die Charak- teristik ändert und gleichzeitig die Kapazität der
Zelle auf nachteilige Weise zunimmt. Die vor- liegende Erfindung schafft eine Bauart, bei welcher diese Nachteile beseitigt werden.
Erfindungsgemäss wird die gutleitende Elektrode mit einer inerten Zwischenschicht bedeckt, auf welcher andererseits das Metall liegt, auf dem oder in dem der Stromzuführungsleiter befestigt ist. Inert heisst hier, dass das Material nicht nachteilig auf das Metall der gutleitenden Elektrode einwirkt. Die Zwischenschicht kann z. B. aus
Eisen, Aluminium oder Zink bestehen. Das
Metall, aus dem die gutleitende Elektrode besteht, kann in diesem Falle aus Gold, Wismut, Antimon oder einer Wismut-Antimon-Legierung bestehen.
Letztere Metalle haben sich zur Anfertigung von Messzellen als besonders geeignet erwiesen. Als Lötmateriallässt sich die sogenannte Legierung 103, welche aus Zinn, Kadmium und Wismut besteht, verwenden.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Zwischenschicht aus einer Lackschicht bestehen. Als Lack ist Aethylzellulose sehr gut verwendbar. Die Lackschicht wird nach der Härtung mit einer dünnen Metallschicht bedeckt, auf welcher oder in welcher der Stromzuführungsleiter befestigt ist. Bekanntlich kann in diesem Falle doch eine leitende Verbindung zwischen der Unterschicht, hier also der gutleitenden Elektrode der Sperrschichtzelle und der Metallschicht erzielt werden.
Im allgemeinen wird die Oberfläche der Lackschicht nicht auf jene der gutleitenden Elektrode beschränkt, sondern grösser gewählt. Besonders wenn letztere eine sehr kleine Oberfläche aufweist, spart dies viele Mühe. Es hat sich nun bei diesen Zellen ergeben, dass die Kapazität beim Auftragen des Metalles, auf dem oder in dem der Stromzuführungsdraht befestigt ist, sogar wenn dies eine grössere Oberfläche als jene der gutleitenden Elektrode einnimmt, doch nahezu nicht steigt. Dies lässt sich dadurch erklären, dass die Lack-
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schicht eine Stärke besitzt, welche gross ist in bezug auf die Stärke der Sperrschicht.
Diese Massnahmen eignen sich besonders zur Anwendung bei Zellen, deren gutleitendeElektrode aus Gold besteht und eine kleinere Oberfläche als 30 mm2 besitzt.
An Hand der Figuren werden nunmehr zwei Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Sperrschichtzelle, bei welcher auf der gutleitenden Elektrode eine Schicht inertes Metall aufgetragen ist, während Fig. 2 eine Sperrschichtzelle darstellt, bei welcher die Zelle von einer dünnen Lackschicht umhüllt ist, auf welcher der Zuführungsleiter befestigt ist.
Die beiden Figuren stellen die Zellen in stark vergrössertem Massstab und nur schematisch dar.
Die Sperrschichtzelle, nach Fig. 1 besteht aus einer Tragplatte 1, auf welcher eine Selenschicht 2 aufgetragen ist. Auf dieser Selenschicht ist eine genetische oder nicht genetische Sperrschicht 3 gebildet, auf welcher eine aus Gold bestehende gutleitende Elektrode 4 mit einer kleinen Oberfläche, beispielsweise mit einem Durchmesser von 1 mm, aufgetragen ist. Auf dieser Goldelektrode ist eine dünne Eisenschicht 5 durch Aufdampfen aufgetragen, auf welcher der Zuführungsleiter 6 mittels einer kleinen Lötmenge 7 befestigt ist. Da sich Gold mit Eisen nicht legiert, sind auf diese Weise die guten Eigenschaften der Goldelektrode gewährleistet, es ist aber einleuchtend, dass mit Rücksicht auf die kleinen Abmessungen dieser Unterteile eine sehr grosse Gefahr besteht, dass das Eisen oder das Lötmaterial 7 die Grenzen der Goldelektrode überschreiten.
Diese Nachteile sind bei der Bauart nach Fig. 2 grösstenteils beseitigt. Die hier dargestellte Sperrschichtzelle besitzt wieder eine Tragplatte 1, eine Selenschicht 2, eine Sperrschicht 3 und eine gutleitende Goldelektrode 4.
Nachdem die Sperrschichtzelle soweit aufgebaut ist, wird sie in Lack eingetaucht, wozu Aethylzellulose geeignet ist. Auf der mit 8 bezeichneten gehärteten Lackschichtist eine dünne Schicht 9 aus Legierung 103 aufgetragen, in welcher ein Zuführungsdraht 6 befestigt ist.
Die Stärke der Lackschicht wird von der Grössenordnung von 10 Mikron gewählt. Es ergibt sich, dass in einer solchen Lackschicht noch solche Öffnungen vorhanden sind, dass die Metallschichten, welche sich auf beiden Seiten der Lackschicht befinden, Kontakt haben. Die Lackschicht verhindert aber, dass die gutleitende Elektrode sich löst, eine Legierung eingeht oder auf irgendeine andere Weise sich ändert.
Die Stärke der gutleitenden Elektrode kann bei Anwendung der Erfindung viel dünner- bis 10 mal dünner-als es früher üblich war, gewählt werden.
Die Figur stellt die Stärke der verschiedenen Schichten nicht in den richtigen Verhältnissen dar.
Die Sperrschicht ist viel dünner als es sich in der Figur darstellen lässt. Es ist einleuchtend, dass infolge der geringen Stärke dieser Sperrschicht hinsichtlich der Stärke der Lackschicht die Kapazität der Zelle völlig durch die Oberfläche der Elektrode 4 und nicht durch die der Metallmenge 9 bedingt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sperrschichtzelle, insbesondere Messzelle, welche aus einer Tragplatte, einer halbleitenden Elektrode, einer Sperrschicht, einer auf letzterer aufgetragenen gutleitenden Elektrode und einem Stromzuführungsleiter besteht, welcher auf letzterer Elektrode festgelötet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die gutleitende Elektrode mit einer inerten Zwischenschicht bedeckt ist, auf welcher andererseits das Lötmetall liegt, auf dem oder in dem der Stromzuführungsleiter befestigt ist.