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.
Photoelectric cell. The invention relates to a photoelectric cell with a gas filling, a photoelectric cathode and an anode. As is known, the gas filling is used to strengthen the cell of the electron flow emitted by the photoelectric cathode. The emitted electrons cause ionization of the gas present in the cell, the pressure of which is so low that the free path of the electrons is of the order of the electrode spacing. The free electrons and positive ions generated by the ionization then amplify the electron flow emitted.
If photoelectric electrodes are used in these cells which have an alkali metal layer adsorbed on an at least partially composed of a chemical compound layer, one often encounters the disadvantage that the sensitivity drops significantly shortly after the cells are first put into operation, which causes great practical difficulties brings with it. The aim of the invention is to avoid these disadvantages and reduce the sensitivity, or at least largely to remedy them.
According to the invention, the anode is arranged with respect to the cathode in such a way that the effective upper surface of the cathode is not or only partially visible from the anode. It has been shown that the reduction in sensitivity can be avoided at least for the most part by the fact that as a result of the electric field distribution as small a portion as possible of the positive ions generated during ionization of the gas filling reaches the exposed cathode part. In order to achieve a long useful life, you do not need the field distribution; As previously strived for, make it as even as possible, but consciously choose the field distribution so that the positive ions are drawn as much as possible to the unexposed or only slightly exposed cathode parts.
Such an uneven field distribution is obtained in a simple manner if the anode is arranged in relation to the cathode in the aforementioned manner. The cathode can e.g. B. have a concave effective surface in a known manner and z. B. made of a semi-cylindrical metal plate, which is drawn on the inner side with the photoelectric layer. The anode can then consist of two rod-shaped organs which can be arranged on the sides of the inlet opening and conveniently parallel to the vertical cathode edges. The lines of force emanating from the anode then primarily attack the cathode edges, so that the positive ions mainly hit the edge parts of the cathode.
Damage to the photoelectric layer on these parts had little or no influence on the sensitivity of the cathode.
If the cathode is present with a concave effective surface, the anode can even be arranged behind the imaginary plane closing off the cathode.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing voltage, for example.
Fig. 1 is a view of an embodiment of a photoelectric cell according to the invention, and Fig. 2 is a section of the cathode and anode of this cell; Figure 3 is a section of an alternately arranged electrode set.
The cell shown in FIG. 1 has a glass wall 1 to which a small foot 2 carrying the cathode 3 is fused. This cathode consists of a semi-cylindrical copper plate which is attached to the foot 2 by means of the support wires 4. One of these support wires 4 is equipped with a power supply wire 5.
The cathode is on the inside with the photoelectrically sensitive layer 6, which consists of a salt layer of cesium oxide (0s202), on which a very thin layer of cesium is adsorbed, the cesium oxide (0s202, which can be regarded as salt) with Silver particles and cesium particles are mixed.
This light-sensitive layer can be produced in that the copper plate 3 is coated on the inside with a thin silver layer before it is arranged in the cell, which is oxidized after the plate 3 has been arranged in the cell and the latter has been vented, for which a little oxygen is introduced into the cell and an electrical discharge is brought about with the silvered copper plate 3 as the cathode. After removing the excess oxygen, cesium is then introduced into the cell. This cesium reduces the silver oxide to cesium oxide. that mixes with the reduced silver.
In addition, cesium penetrates this layer, with a thin adsorbed cesium layer forming on the cesium oxide layer.
The anode of the cell is made up of two metal rods 7, which are attached to the foot 2 and each provided with a power supply wire 8. When the cell is used normally, these wires will be connected together. As can be seen in particular from FIG. 2, the anodes 7 are arranged on both sides of the input opening of the photoelectric cathode and parallel to the cell axis. Since the anode rods 7 are located somewhat to the side of the cathode, only part of the photoelectric surface is perceptible from the anode and the lines of force emanating from the anode attack essentially the edge parts of the cathode.
The cell is filled with gas, e.g. B. argon, filled under a pressure of 0.1 mm. Leg: Normally, the inner side of the cathode is exposed, with the light rays falling primarily on the middle part of the photoelectric surface. The emitted electrons ionize the gas filling, the ions being mainly generated in the vicinity of the anode due to the low gas pressure. These ions follow the lines of force emanating from the anode, so that most of the positive ions reach the cathode near the edges. The anode bars 7 can optionally be connected to one another at the upper end. It is also possible to arrange the anode rods 7 just opposite the cathode edges.
Figure 3 shows yet another arrangement of the anode with respect to the cathode. According to this figure, the anode rods 7 can be arranged completely behind the ima ginary plane 9 closing off the cathode. In this case, a large part of the positive ions will reach the cathode on the rear side, where they cannot cause any damage to the layer.