Photoelektrische Zelle. Die Erfindung bezieht sich auf eine photo elektrische Zelle mit einer Gasfüllung, einer photoelektrischen Kathode und einer Anode. Bekanntlich dient die Gasfüllung zur Ver stärkung in der Zelle des von der photo elektrischen Kathode emittierten Elektronen stromes. Die ausgesandten Elektronen führen nämlich Ionisation des in der Zelle vorhan denen Gases herbei, dessen Druck so niedrig ist, dass die freie Weglänge der Elektronen von der Ordnung des Elektrodenabstandes ist. Die durch die Ionisation erzeugten freien Elektronen und positiven Ionen verstärken dann den emittierten Elektronenstrom.
Wenn in diesen Zellen photoelektrische Elektroden verwendet werden, welche eine an einer mindestens teilweise aus einer chemischen Verbindung bestehenden Schicht adsorbierte Alkalimetallschicht besitzen, so stösst man häufig auf den Nachteil, dass kurz nach der ersten Inbetriebsetzung der Zellen die Empfindlichkeit bedeutend nachlässt, was grosse praktische Schwierigkeiten mit sich bringt. Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile und Verringerung der Empfindlichkeit zu vermeiden, wenigstens grossenteils zu beheben.
Nach der Erfindung wird dazu die Anode derart in bezug auf die Kathode angeordnet, dass von der Anode aus die wirksame Ober fläche der Kathode nicht oder nur teilweise sichtbar ist. Es hat sich gezeigt, dass die Verringerung der Empfindlichkeit wenigstens grossenteils dadurch vermieden werden kann, dass infolge der elektrischen Feldverteilung ein möglichst kleiner Teil der bei der Ioni sation der Gasfüllung erzeugten positiven Ionen den belichteten Kathodenteil erreicht. Zur Erzielung einer langen nützlichen Lebens dauer muss man also die Feldverteilung nicht; wie bisher angestrebt wurde, so gleichmässig wie möglich machen, sondern bewusst die Feldverteilung derart wählen, dass die posi tiven Ionen soviel wie möglich zu den nicht oder nur wenig belichteten Kathodenteilen gezogen werden.
Eine solche ungleichmässige Feldverteilung wird auf einfache Weise erhalten, wenn man die Anode in der vorerwähnten Weise in bezug auf die Kathode anordnet. Die Kathode kann z. B. in bekannter Weise eine konkav wirksame Oberfläche aufweisen und dazu z. B. aus einer halbzylindrischen Metallplatte hergestellt werden, welche auf der innern Seite mit der photoelektrischen Schicht über zogen wird. Die Anode kann dann aus zwei stabförmigen Organen bestehen, die auf bei den Seiten der Eingangsöffnung und zweck mässig parallel zu den senkrechten Kathoden rändern angeordnet werden können. Die von der Anode ausgehenden Kraftlinien greifen dann vornehmlich an den Kathodenrändern an, so dass die positiven Ionen in der Haupt sache auf die Randteile der Kathode auf prallen.
Beschädigung der auf diesen Teilen befindlichen photoelektrischen Schicht bat gar keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Empfindlichkeit der Kathode.
Beim Vorhandensein der Kathode mit einer konkav wirksamen Oberfläche kann man die Anode sogar hinter der imaginären, die Kathode abschliessenden Ebene anordnen.
Die Erfindung wird anhand der Zeich nung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Ansicht einer Ausführungs form einer photoelektrischen Zelle nach der Erfindung, und Fig. 2 ist ein Schnitt der Kathode und der Anode dieser Zelle; Fig. 3 ist ein Schnitt eines auf andere Weise angeordneten Elektrodensatzes.
Die in Fig. 1 dargestellte Zelle hat eine Glaswand 1, an welche ein die Kathode 3 tragendes Füsschen 2 angeschmolzen ist. Diese Kathode besteht aus einer halbzylin drischen Kupferplatte, welche mittels der Stützdrähte 4 an dem Füsscben 2 befestigt ist. Einer dieser Stützdrähte 4 ist mit einem Stromzuführungsdraht 5 ausgestattet.
Die Kathode ist auf der innern Seite mit der photoelektrisch empfindlichen Schicht 6 ver sehen, welche aus einer Salzschicht von Caesiumoxyd (0s202) besteht, an welcher eine sehr dünne Caesiumschicht adsorbiert ist, wobei das Caesiumoxyd (0s202, das als Salz betrachtet werden kann) mit Silber- teilchen und Caesiumteilchen vermischt ist.
Diese lichtempfindliche Schicht kann dadurch hergestellt werden, dass die Kupferplatte 3 vor ihrer Anordnung in der Zelle auf der innern Seite 'mit einer dünnen Silberschicht überzogen wird, welche, nachdem die Platte 3 in der Zelle angeordnet und letztere ent lüftet worden ist, oxydiert wird, wozu in die Zelle ein wenig Sauerstoff eingeführt und eine elektrische Entladung mit der versil berten Kupferplatte 3 als Kathode herbeige führt wird. Nach Entfernung des Sauerstoff überschusses wird dann Caesium in die Zelle eingeführt. Dieses Caesium reduziert das Silberoxyd zu Caesiumoxyd,. das sich mit dem reduzierten Silber vermischt.
Ausserdem dringt in diese Schicht Caesium ein, wobei sich eine dünne adsorbierte Caesiumschicht auf der Caesiumoxydschicht bildet.
Die Anode der Zelle bestellt aus zwei M,etallstäbcben 7, welche am Füsschen 2 befestigt und je mit einem Stromzuführungs- draht 8 versehen sind. Bei normaler Ver wendung der Zelle werden diese Drähte miteinander verbunden. Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, sind die Anoden 7 auf beiden Seiten der Eingangsöffnung der photoelektrischen Kathode und parallel zu der Zellenachse angeordnet. Da sich die Anodenstäbe 7 etwas seitlich von der Kathode befinden, ist von der Anode aus nur ein Teil der photoelektrischen Oberfläche wahr nehmbar und greifen die von der Anode ausgehenden Kraftlinien im wesentlichen an den Randteilen der Kathode an.
Die Zelle ist mit Gas, z. B. Argon, unter einem Druck von 0,1 mm gefüllt. Bein: Nor inalbetrieb wird die innere Seite der Kathode belichtet, wobei die Lichtstrahlen sinngemäss vornehmlich auf den mittleren Teil der pho toelektrischen Oberfläche fallen. Die emit tierten Elektronen ionisieren die Gasfüllung, wobei infolge des niedrigen Gasdrucks die Ionen hauptsächlich in der Nähe der Anode erzeugt werden. Diese Ionen folgen den von der Anode ausgehenden Kraftlinien, so dass der grösste Teil der positiven Ionen in der Nähe der Ränder auf die Kathode gelangt. Die Anodenstäbe 7 können am obern Ende gegebenenfalls miteinander verbunden werden. Auch ist es möglich, die Anoden stäbe 7 gerade gegenüber den Kathoden rändern anzuordnen.
Fig. 3 zeigt noch eine andere Anordnung der Anode in bezug auf die Kathode. Nach dieser Figur können die Anodenstäbe 7 ganz hinter der die Kathode abschliessenden ima ginären Ebene 9 angeordnet werden. In diesem Fall wird ein grosser Teil der posi tiven Ionen die Kathode an der Hinterseite erreichen, wo sie der Schicht überhaupt keinen Schaden zubringen können.