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"Cellule photoélectrique à électrode photoactive contenant un métal alcalin".
La présente invention est relative aux cellules pho- toélectriques comportant une électrode photoactive qui contient un métal alcalin et à un procédé de fabrication de cette cellu- le. On sait que l'électrode photoactive d'une cellule photoélec- trique est susceptible d'émettre des électrons lorsqu'elle est soumise à l'irradiation. Le nombre des électrons émis dépend de l'intensité de l'irradiation, de sorte que le courant par- courant la cellule, qui est produit par les électrons émis, permet de mesurer l'intensité de l'irradiation.
L'invention a pour objet une celule photoélectrique de ce genre¯dont la sensibilité est assez élevée et constante,
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c'est-à-dire une cellule où le nombre des électrons émis à une certajne intensité de l'irradiation, est assez grand et constant.
Conformément à l'invention la matière photoactive est constituée par un métal alcalin et appliquée sur une couche contenant un oxyde alcalin de la composition R2O, où R désigne un métal alcalin. On a constat.é que la.sen- sibilité de cette cellule photoélectrique est très grande et constante.
On peut obtenir une cellule de ce genre en y intro- duisant une certaine quantité d'un métal alcalin. Ce métal est oxydé, de sorte qu'il se produit de l'oxyde alcalin de la composition R2O. Il est bon de faire-en sorte qu'après avoir introduit le métal alcalin, on introduise dans la cellule un excès d'oxygène, de façon à obtenir. un oxyde supé- rieur, c'est-à-dire un oxyde comprenant plus d'oxygène, qui, après l'enlèvement de l'oxygène en excès, est transformé en o- xyde alcalin de la composition R2O par l'introduction d'une nouvelle quantité de métal alcalin et si besoin est, en chauf- fant la cellule.
On peut aussi.introduire dans la cellule un mélange d'un composé alcalin et un agent réducteur, tout en ayant soin que la proportion des quantités du composé alcalin et de l'agent réducteur soit telle qu'on obtienne du métal alcali et de l'oxyde alcalin de la composition R2O en chauffant ce mélange. Ces deux substances constituent alors une électrode de la cellule, tandis qu'il se produit une mince couche d'un métal alcalin à l'extérieur de la couche ainsi formée.
L'invention va être décrite plus en détail avec ré- férence au dessin annexé, qui en représente, à titre d'exem- ple, un¯,mode de réalisation.
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Sur le dessin:
Fige 1 est une coupe de la cellule photoélectrique, et Fig. 2 en est un détailo
La cellule photoélectrique montrée sur le dessin com- porte une paroi 1 en verre ou autre matière analogue., à laquelle est scellé un pied 2, sur lequel est montée une ,électrode 3. Comme le montre la Fig. 2, cette électrode est constituée par un anneau métallique sensiblement fer- mé se terminant par deux fils qui sont scellés dans le pincement 4 et reliés aux fils d'alimentation 5 et 6.
La paroi intérieure de la cellule photoélectrique est recouverte en grande partie d'une mince couche métal- lique 7, par exemple--d'argent, qui est relise au fil 8 passant à travers la paroi de la cellule. Avant le scelle- ment du pied 2 cette partie de la paroi peut être munie d'une manière connue, d'un miroir d'argent ou d'un autre métal approprié. Il est aussi possible de former cette couche métallique par vaporisation après l'introduction de l'électrode 3. A cet effet on peut recouvrir cette élec- trode d'une quantité du métal que l'on désire appliquer sur la paroi de la cellule. Après avoir fait le vide dans la cellule on peut vaporiser ce métal à l'aide d'un cou- rant électrique amené par les fils conducteurs 5 et 6.
Le métal que l'on désire vaporiser peut aussi être placé sous forme de fil ou de bande entre les extrémités des fils d'ali- mentation aboutissant à l'électrode 3 et vaporisé à l'aide d'un courant qu'on fait passer à travers ce fil ou cette bande. Lorsqu'on applique la couche métallique 7 on peut ré- server une fenêtre 10, par exemple, à l'aide d'un écran.
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On décrira ci-après différentes méthodes per- mettant d'appliquer une couche d'oxyde de césium (Cs2O) sur la couche métallique, qui est recouverte ensuite d'une couche de césium. Dans ces méthodes on a utilisé du césium, mais il va de soi qu'on peut aussi' utiliser d'autres mé- taux alcalins.
Dans la cellule qui est munie d'une couche d'argent 7 on introduit une quantité de césium, ce qui peut s'effec- tuer,par exemple, en vaporisant du césium à partir d'un récipient raccordé au tube 9. Une méthode convenable per- mettant d'introduire du césium dans la cellule, est décrite par exemple, dans le brevet N 361.182. Le césium se dépo- se sur la couche d'argent, après quoi on introduit un excès d'oxygène dans la cellule, ce qui a pour résultat que le césium est oxydé, de sorte qu'on obtient du Cs2O4. Ensuite on introduit un excès de césium dans la cellule, de sorte que le Cs2O4 est réduit en Cs2O. On peut faciliter cette ré- duction en chauffant à une température de 200 C environ.
L'excès de césium non-adsorbé est fixé en introduisant dans la cellule une matière dite "getter" ou "capteur" ou bien retiré de celle-ci, par exemple en chauffant doucement la cel- lule pendant qu'elle est reliée à une pompe à vide.
Il n'est pas absolument nécessaire de former direc- tement l'oxyde de césium sur la couche métallique 7. Il est aussi possible, par exemple, de produire du Cs 0 sur l'électrode 3. En chauffant ensuite cette électrode à une température de 250 C environ, ce composé s'évapore après quoi l'oxyde de césium vaporisé se dépose sur la couche métallique 7. Afin que l'oxyde de césium adhère mieux au fond on peut appliquer sur la couche métallique 7 un com- posé chimique, par exemple du fluorure de calcium.qui
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peut facilement adsorber l'oxyde de césium précipitéo On peut appliquer le fluorure de calcium sur la couche métal- lique, par exemple, par une des méthodes décrites dans le brevet N 363. 986.
Lorsqu'on introduit le césium dans la cellule sui- vant la méthode décrite dans le brevet N 361.182, un choix judicieux des quantités du composé alcalin et de l'agent réducteur permet souvent d'obtenir de l'oxyde alcalin en même temps que le métal alcalin- Lorsqu'on introduit dans la cellulepar exemple, un mélange de chromate de césium et du zirconium dans une proportion 1:2, et si l'on chauf- fe à une température de 725 C environ il se produit non seulement du césium, mais aussi de l'oxyde de césium (Cs2o).
Ces substances se déposent sur le fond, tandis que le cé- sium en excès se dépose sur la couche formée.
On peut faire le vide dans la cellule ou bien la remplir d'une atmosphère gazeuse, par exemple d'un gaz rare ou d'un mélange de gaz rares, tel qu'un mélange de néon et d'argon sous une.pression de quelques milli- mètres.
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"Photoelectric cell with photoactive electrode containing an alkali metal".
The present invention relates to photoelectric cells comprising a photoactive electrode which contains an alkali metal and to a method of manufacturing this cell. It is known that the photoactive electrode of a photoelectric cell is capable of emitting electrons when it is subjected to irradiation. The number of electrons emitted depends on the intensity of the irradiation, so that the current flowing through the cell, which is produced by the electrons emitted, makes it possible to measure the intensity of the irradiation.
The invention relates to a photoelectric cell of this type whose sensitivity is fairly high and constant,
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that is to say, a cell where the number of electrons emitted at a certain intensity of the irradiation is quite large and constant.
In accordance with the invention, the photoactive material consists of an alkali metal and applied to a layer containing an alkali metal oxide of the composition R2O, where R denotes an alkali metal. It has been found that the sensitivity of this photoelectric cell is very high and constant.
A cell of this kind can be obtained by introducing a certain quantity of an alkali metal into it. This metal is oxidized so that the alkali oxide of the composition R2O is produced. It is good to make sure that after having introduced the alkali metal, an excess of oxygen is introduced into the cell, so as to obtain. a higher oxide, that is to say an oxide comprising more oxygen, which, after the removal of the excess oxygen, is converted into the alkali oxide of the composition R2O by the introduction of 'a new quantity of alkali metal and if necessary heating the cell.
It is also possible to introduce into the cell a mixture of an alkaline compound and a reducing agent, while taking care that the proportion of the quantities of the alkali compound and of the reducing agent is such as to obtain the alkali metal and the alkali oxide of the composition R2O by heating this mixture. These two substances then constitute an electrode of the cell, while a thin layer of an alkali metal is produced on the outside of the layer thus formed.
The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows, by way of example, an embodiment thereof.
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On the drawing:
Fig. 1 is a section of the photoelectric cell, and Fig. 2 is a detail
The photoelectric cell shown in the drawing comprises a wall 1 of glass or the like, to which is sealed a foot 2, on which is mounted an electrode 3. As shown in FIG. 2, this electrode consists of a substantially closed metal ring terminating in two wires which are sealed in the clamp 4 and connected to the supply wires 5 and 6.
The inner wall of the photoelectric cell is largely covered with a thin metal layer 7, eg silver, which is connected to wire 8 passing through the cell wall. Before the sealing of the foot 2, this part of the wall may be provided in a known manner with a silver mirror or another suitable metal. It is also possible to form this metal layer by vaporization after the introduction of the electrode 3. For this purpose, this electrode can be covered with a quantity of the metal which it is desired to apply to the wall of the cell. After having created a vacuum in the cell, this metal can be vaporized with the aid of an electric current supplied by conducting wires 5 and 6.
The metal which one wishes to vaporize can also be placed in the form of a wire or a strip between the ends of the supply wires leading to the electrode 3 and vaporized using a current which is passed through. through this wire or strip. When the metallic layer 7 is applied, a window 10 can be reserved, for example, by means of a screen.
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Various methods will be described below for applying a layer of cesium oxide (Cs2O) on the metal layer, which is then covered with a layer of cesium. Cesium has been used in these methods, but it goes without saying that other alkali metals can also be used.
A quantity of cesium is introduced into the cell which is provided with a silver layer 7, which can be carried out, for example, by vaporizing cesium from a container connected to the tube 9. A method suitable for introducing cesium into the cell is described, for example, in Patent No. 361,182. Cesium is deposited on the silver layer, after which excess oxygen is introduced into the cell, resulting in cesium being oxidized, resulting in Cs2O4. Then an excess of cesium is introduced into the cell, so that the Cs2O4 is reduced to Cs2O. This reduction can be facilitated by heating to a temperature of about 200 ° C.
The excess of non-adsorbed cesium is fixed by introducing into the cell a material called "getter" or "sensor" or else withdrawn therefrom, for example by gently heating the cell while it is connected to a cell. vacuum pump.
It is not absolutely necessary to form the cesium oxide directly on the metal layer 7. It is also possible, for example, to produce Cs 0 on the electrode 3. By then heating this electrode to a temperature. at approximately 250 C, this compound evaporates after which the vaporized cesium oxide is deposited on the metal layer 7. In order for the cesium oxide to adhere better to the bottom, a chemical compound can be applied to the metal layer 7. , for example calcium fluoride.
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can readily adsorb precipitated cesium oxide. Calcium fluoride can be applied to the metal layer, for example, by one of the methods described in Patent No. 363,986.
When the cesium is introduced into the cell according to the method described in patent No. 361,182, a judicious choice of the amounts of the alkali compound and of the reducing agent often makes it possible to obtain the alkali oxide at the same time as the alkali metal- When we introduce into the cell, for example, a mixture of cesium chromate and zirconium in a proportion of 1: 2, and if we heat to a temperature of about 725 C, not only cesium is produced , but also cesium oxide (Cs2o).
These substances settle on the bottom, while the excess cesium settles on the formed layer.
The cell can be evacuated or else filled with a gaseous atmosphere, for example a rare gas or a mixture of rare gases, such as a mixture of neon and argon under a pressure of a few millimeters.