DE2621920A1 - Verfahren zur herstellung von photoelementen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von photoelementenInfo
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Description
36203
D. H. BAIiDWIN COMPANY Cincinnati, Ohio (V. St. A.).
Verfahren zur Herstellung von Photoelementen
Zur Herstellung von Photoelementen ist es bekannt, auf einer heißen Nesa-Glasscheibe oder einer vorher
mit SnO überzogenen Glasscheibe eine dünne CdS-Schicht
zu bilden, indem eine wäßrige Lösung von Verbindungen aufgesprüht wird, die auf dem SnO eine Schicht aus CdS-Mikro—
kristallen bilden, worauf auf der CdS-Schicht unter Bildung
eines HeteroÜberganges eine CUpS-Schicht gebildet und auf
dieser Elektroden gebildet werden. Gemäß der Patentanmeldung P 25 00 398.9 vom 7« Januar 1975 der Anmelderin wird
zur Bildung der Cu S-Schicht auf die CdS-Schicht eine zur
Bildung von OuS führende Lösung gesprüht, während das Substrat heiß ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das
Cu S anstattdessen in einem Tauchverfahren oder einem Galvanisierverfahren
oder in einer Kombination beider Verfahren bei oder annähernd bei Zimmertemperatur gebildet werden.
CdS-Schichten sind im allgemeinen für Cu_S und
Cu durchlässig. Wenn daher die Cu^S-Schicht in einem Tauchoder
Galvanisierverfahren, d. h. durch einen Ionenaustausch, gebildet wird, können zwischen der Cu S-Schicht und der die
negative Elektrode des Photoelements bildenden SnO -Schicht Kurzschlüsse auftreten, welche das Photoelement unbrauchbar
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machen. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit sind verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden, beispielsweise die Verwendung
von relativ dicken CdS-Schichten. Zur Umwandlung von
Sonnenenergie in elektrische Energie in großem Maßstab sind unter Umständen Sonnenzellen in Flächen von mehreren Quadratkilometern
erforderlich. Da das GdS ein seltenes und teures Metall ist, müssen Photoelemente hergestellt werden,
die das CdS in nur minimalen Mengen, d. h. in Form von sehr dünnen Schichten, enthalten. Dabei sollen diese
Photoelemente aber leicht herstellbar sein und eine lange Lebensdauer haben.
Die Anmelderin hat CdS-Photoelemente hergestellt, in denen die CdS-Schicht nur etwa 2 oder 4 jum
dick ist, ohne daß durch sie hindurch Kurzschlüsse auftreten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß diese Schichten
für eine Cu S oder Cu enthaltende Lösung, die in einem Ionenaustauschverfahren verwendet wird, äußerst wenig durchlässig
sind. Bisher ist die Anmelderin so vorgegangen, daß ein mit SnO überzogenes Glas mit der zur Bildung von CdS
führenden Lösung intermittierend besprüht wurde, wobei in jedem Zeitpunkt nur ein kleiner Teil des Glases bedeckt und
die Oberfläche des Glases auf einer einheitlichen, konstanten Temperatur im Bereich von 260 - 593 0C gehalten wurde.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zur Bildung der CdS-Schicht mehrere Sprühvorgänge erforderlich,
in denen Lösungen verwendet werden, die eine Cadmiumverbindung und eine schwefelhaltige Verbindung enthalten. Zu einer
der Sprühlösungen wird jedoch AlCl3.6H2O in einer solchen
Menge zugesetzt, daß der Al-Gehalt der Lösung 10 bis
50 Molprozent des Gesamtmetallionengehalts der Lösung
beträgt. Dabei wird der Anteil der schwefelhaltigen Verbindung auf den zum Binden des Al erforderlichen
Wert erhöht. Danach wird eine Lösung aufgesprüht, die
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gegebenenfalls kein AlCIy 6H2O oder sehr viel weniger
AlCl3.6H2O enthält, so daß die aus dieser Lösung gebildete Schicht nur wenig oder kein eingelagertes Al
enthält. Anstatt zwei diskrete Schichten aufzutragen, von denen die eine aus einer Sprühlösung mit einem ho
hen Gehalt einer Aluminiumverbindung gebildet ist, während die andere nur wenig oder kein Aluminium enthält,
kann man auch nur eine einzige Schicht bilden und während des Aufbaus derselben den Anteil der Aluminiumverbindung
in der Sprühlösung von dem der SnO__-Schicht benachbarten
Bereich zu dem der freiliegenden Oberfläche der CdS-Schicht benachbarten Bereich der Schicht allmählich
verringern. Man erhält auf diese Weise eine OdS-Schicht, die in ihrem der SnO -Schicht benachbar-
JL
ten Bereich wesentlich größere Mengen eingelagertes Al
enthält als in dem ihrer freiliegenden Oberfläche benachbarten Bereich. Die Menge der schwefelhaltigen Verbindung
wird entsprechend der verwendeten Menge der Aluminiumverbindung bemessen.
Nach einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 450 ° bis 550 0C zeigt es sich, daß der eingelagertes
Al enthaltende Bereich der CdS-Schicht sehr hart ist und fest an der SnO -Schicht haftet, so daß er mit HiI-
■n.
fe von Säure oder durch Schaben nur schwer entfernt werden kann, daß er ferner sehr wenig durchlässig ist für Chemikalien,
die zur Bildung einer CuxS-Schicht in einem Ionenaustauschverfahren
verwendet werden, und für Ou. S, und daß er die Diffusion von Kupfer durch die CdS-Schicht verhindert.
Die auf die Verwendung von Lösungen mit einem Al-Gehalt von 10 bis 50 Molprozent des Gesamtmetallionengehalts der Lösung
zurückzuführende Einlagerung von Al in der CdS-Schicht stellt
keine Dotierung dar, wie sie in der US-PS 3 4II 050
(Middleton und Mitarbeiter) angegeben ist, sondern führt
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zu einer neuen Verbindung oder Substanz oder einer neuen Form von Kristallen mit physikalischen Eigenschaften, insbesondere
einer Härte, Zähigkeit und Uhdurchlässigkeit, die
sich, stark unterscheiden von denen des GdS oder des OdS mit
kleinen eingelagerten Aluminiummengen. Es wurde festgestellt, daß das Photoelement selbst dann arbeitsfähig
bleibt, wenn auch mit einem niedrigeren Wirkungsgrad, wenn die ganze CdS-Schicht stark mit Al imprägniert
ist.
Die Erfindung schafft nun ein Verfahren zur Herstellung eines Photoelements, in dem eine Lösung aus
einem Lösungsmittel, einem Gadmiumsalz, einer schwefelhaltigen Verbindung und einer aluminiumhaltigen, löslichen
Verbindung in hoher Konzentration auf ein mit einer durchsichtigen leitenden Schicht überzogenes, heißes,
durchsichtiges, isolierendes Substrat gesprüht wird. Danach kann man auf das Substrat eine weitere Lösung
aufsprühen, die ein Gadmiumsalz und eine schwefelhaltige Verbindung, aber kein oder nur wenig Aluminium
enthält· Das Aluminium kann in dem unteren Teil der CdS-Schicht am stärksten konzentriert sein, d. h., daß
es in der ganzen GdS-Schicht dispergiert ist, aber an der Unterseite der Schicht viel stärker konzentriert
ist als an ihrer Oberseite, an der u. U. kein oder nur sehr wenig Al vorhanden sein kann. Während des Sprühverfahrens
kann man die zu besprühende Fläche des Substrats auf einer konstanten Temperatur im Bereich von
etwa 260 ° bis 593 0C halten und danach das überzogene
Substrat in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre auf etwa 525 0C erhitzen und dann annähernd auf Zimmertemperatur
abkühlen. Danach wird die GdS-Schicht an ihrer freiliegenden Oberfläche durch ein Tauchverfahren oder
ein Galvanisierverfahren oder eine Kombination beider
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Verfahren unter Bildung eines HeteroÜberganges in umgewandelt. Zum Umwandeln der CdS-Schicht an ihrer
freiliegenden Oberfläche in Ou S kann man auch eine geeignete kupferhaltige Lösung aufsprühen. Danach wird
über der Ou S-Schicht eine Elektrode gebildet.
In dem Verfahren gemäß der Patentanmeldung
P 25 00 398.9 wird ein Glassubstrat längs einer Wanne bewegt, die eine Salz- oder Metallschmelze enthält.
Das Flachglas kann ausschließlich von der Schmelze getragen werden oder teilweise von der Schmelze und teilweise
von außen angeordneten Stützeinrichtungen. Die Unterseite des Flachglases taucht in die Flüssigkeit ein,
die ständig Wärme an das Substrat abgibt. Wenn das Substrat mit Lösungen besprüht wird, kühlen diese die freiliegende
obere Fläche des Substrats. Dabei muß das Besprühen intermittierend durchgeführt werden und darf in
jedem Augenblick nur ein so kleiner Teil der Substratoberfläche besprüht werden, daß diese von der Schmelze
so viel Wärme aufnehmen kann, daß zwischen den Sprühvorgängen, denen jede Teilfläche ausgesetzt wird, diese
wieder die Temperatur der freiliegenden Fläche des Substrats annimmt. Auf diese Weise erhält man eine einheitlich
dicke Schicht und wird die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur erleichtert oder die Temperatur
besser konstantgehalten, als es sonst möglich wäre.
Man kann annehmen, daß sich bei Einhaltung der in dem unmittelbar vorhergehenden Absatz angegebenen
Bedingungen das Glas auf oder annähernd auf der Temperatur der heißen Flüssigkeit befindet. Deren Temperatur
wird so gewählt, daß die freiliegende Fläche des Glases auf einer Temperatur im Bereich von 260 ° bis
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gehalten wird· Im Rahmen der Erfindung wird ein Glas
verwendet, das beispielsweise in der in der älteren Anmeldung angegebenen Weise mit einer dünnen, durchsichtigen
Schicht aus SnO überzogen worden ist. Das Besprühen erfolgt vorteilhafterweise unter intensivem
Ultraviolettlicht, welches von dem CdS absorbiert wird und die innere Energie der CdS-Kristalle erhöht.
In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zwei Lösungen hergestellt. Die erste
Lösung kann folgende Zusammensetzung haben:
2 1 Wasser
60 cm^ 1-molare GdClo-Lösung
74 em-^ 1-molare Thioharnstoff lösung
1,95 g AlCl3.H2O
Die zweite Lösung ist wie folgt zusammengesetzt :
5 1 Wasser
150 cm 1-n?olare Thioharnstoff lösung
150 cm-* 1-molare CdCl9-Lösung
■3, ^
2,5 craJ Salzsäure
Der verwendete Thioharnstoff wird zur Abgabe von Schwefel verwendet. Er kann durch andere wasserlösliche
Verbindungen ersetzt werden, die Schwefel abgeben. Insbesondere ist auch NN-Dimethylthioharnstoff
verwendet worden. Thioharnstoff ist aber die billigste Verbindung, die sich als befriedigend erwiesen hat. Man
kann die Menge des verwendeten AlCl...6H3O in einem weiten
Bereich wählen, wenn auch die Menge des vorhandenen
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Schwefels proportional verändert wird. Das Al wird verwendet,
damit das aus dem CdCIp und dem Thioharnstoff gebildete
CdS mindestens in einer Teilschicht stark mit einer Aluminiumverbindung imprägniert ist, deren Beschaffenheit
nicht genau bekannt ist. Der Aluminiumgehalt der Lösung kann zwischen 10 und 50 Molprozent des Gesamtmetallionen—
gehalts der Lösung betragen. Man kann das Aluminium sogar in noch höheren Molprozentsätzen verwenden, doch hat es
sich gezeigt, daß dies nicht zu besseren Ergebnissen führt. Die eingelagertes Aluminium enthaltende CdS-Schicht,
die aus einer Lösung gebildet wurde, die einen Al-G-ehalt von
10 bis 50 Molprozent des Gresamtmetallionengehalts der Lösung besitzt, hat ganz andere physikalische Eigenschaften als
CdS, das kein oder nur relativ wenig Aluminium enthält. Diese Schicht ist sehr hart und für Cu S und Cu undurchlässig
und haftet sehr fest an dem Sn0„. Die Ursache dieser physikalischen Eigenschaften ist nicht bekannt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die zweite Lösung kein Aluminium, doch kann man auch in
ihr etwas Aluminium in Form von AlCl^.6H2O verwenden.
Das HCl kann wahlweise verwendet werden. Aus nicht bekannten Ursachen bewirkt es eine geringe Erhöhung der
Leistung des Photoelements. Soweit bekannt ist, hat es keinen anderen Einfluß auf die Arbeitsweise des Photoelements.
Dieses Beispiel wird ähnlich durchgeführt wie das Beispiel I, doch sind die Lösungen anders zusammengesetzt.
Die erste Lösung kann folgende Zusammensetzung haben:
0 9 8 2 0/0626
8 1 Wasser
18,63 g CdCl2.2 1/2 H2O
8,77 g Thioharnstoff
6,96 g AlCl..6H9O
8,77 g Thioharnstoff
6,96 g AlCl..6H9O
-j J C-
2 cmJ Salzsäure
Die zweite Lösung kann wie folgt zusammengesetzt
sein:
4 1 Wasser
24,70 g CdCl2.2 1/2 H
10,96 g Thioharnstoff
Eine Lösung aus Wasser, CdCl2, Thioharnstoff und
AlCl-,. 6Ho0 wird auf mit SnO überzogenes Glas gesprüht. Wäh-
rend des Besprühens wird das Verhältnis des AlCl0,6H2O zu
dem CdCl2 allmählich, beispielsweise logarithmisch, verringert, so daß die den untersten Teil der Schicht bildende Lösung beispielsweise 50 Molprozent Aluminium und
die die Oberfläche der Schicht bildende Lösung null oder im wesentlichen null Molprozent Aluminium enthält· Mit
der AIpCl ..-Menge wird auch die Thioharnstoff menge proportional verändert, so daß das Cd und das Cl in den
Mengen vorhanden sind, die für die Bildung der gewünschten Verbindungen erforderlich sind·
In allen Fällen wird vorzugsweise in direkter Berührung mit der SnO -Schicht eine CdS-Schicht erhalten, die stark mit Aluminium imprägniert ist, gewöhnlich mit etwa 30 # Aluminium, bezogen auf das CdS, während die CdS-Schicht an ihrer oberen Fläche, auf der unter Bildung eines HeteroÜberganges eine Cu S-Schicht gebildet werden soll, kein oder nur sehr wenig Aluminium
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enthält· Man kann entweder zwei getrennte Teilschichten verwenden oder den Prozentsatz des Aluminiums von der
Unterseite zur Oberseite der Schicht fortschreitend
herabsetzen.
Die Lösungen werden auf das Glas langsam und intermittierend gesprüht, in aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen,
die während eines beträchtlichen Zeitraums durchgeführt werden, der gewöhnlich im Beispiel I
und I A etwa 10-40 min für die Bildung der ersten Teilschicht und etwa 10-40 min. für die Bildung der zweiten
Teilschicht und bei der Bildung der Schicht mit allmählich abnehmendem Aluminiumgehalt (Beispiel II) etwa 20 - 60 min.
beträgt. Im allgemeinen wird das Aufsprühen so langsam durchgeführt, daß das Flachglas während seines Besprühens
stets dieselbe Durchschnittstemperatur beibehält, obwohl dem Glas während des Besprühens Wärme entzogen
wird. Die auf diese Weise gebildete Schicht hat eine Gesamtdicke von etwa 2,0 bis 4»0 um oder weniger. Die
vollständig besprühte Platte wird 15 min. lang auf eine Temperatur von etwa 450 ° bis 550 0O erhitzt.
Die eingelagertes Al enthaltende, dünne CdS-Schicht
wird vorzugsweise mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Sprühverfahrens gebildet, kann aber auch
durch andere Verfahren gebildet werden, beispielsweise durch Aufdampfen, Tauchen, galvanisches Überziehen
oder auf jede andere geeignete bekannte Weise, die zur Bildung einer dünnen Schicht auf einem Substrat führt.
Die Anmelderin glaubt, daß das Sprühverfahren zu den besten dünnen Schichten führt, doch können die genannten
anderen bekannten Verfahren zur Bildung einer dünnen
Schicht ebenfalls angewendet werden.
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Nach der Bildung der CdS-Schicht wird das Bad langsam abgekühltj danach kann das überzogene Produkt
von dem Bade entfernt werden. Die verwendete SnO„.-Schicht
ist etwa 0,4 pm dick und hat einen spezifischen elektrischen
Widerstand von etwa 11-17 Ohm/Quadrat.
Zum Fertigstellen eines Photoelements wird die CdS-Schicht an ihrer oberen Fläche in Cu S umgewandelt,
indem das beschichtete Substrat, das vorher abgekühlt wurde, in eine geeignete Lösung bei Zimmertemperatur
getaucht oder galvanisch überzogen oder einem kombinierten Tauch— und Galvanisierverfahren unterworfen
und mit einer geeigneten kupferhaltigen Lösung besprüht
wird.
Die zur Bildung einer Cu S-Schicht in einem
Tauchverfahren verwendete Lösung kann folgende Zusammensetzung haben:
100 cnr* Wasser
7 cm-* HNO-, (Konzentration: 5 Teile Wasser auf
1 Teil konzentrierte Salpetersäure) 1,5 g (L+)-Weinsteinsäure
1,5 g CuCl
1,5 g H4Ce(SO4J4
1,5 g NaCl
1,5 g H4Ce(SO4J4
1,5 g NaCl
Weinsteinsäure ist eine typische organische Säure und kann durch Citronensäure oder Milchsäure ersetzt werden.
Durch die Verwendung des H4Ce(SO4)4 wird die Spannung
des fertigen Photoelements anscheinend um etwa 50,0 mV erhöht, doch ist seine Wirkungsweise in dem Verfahren nicht
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bekannt. Anstelle des NaCl kann ein anderes Halogenid,
beispielsweise NH.Gl, verwendet werden. Das HN(K wird
wahlweise verwendet·
Eine andere geeignete Tauchlösung hat folgende Zusammensetzung:
700 cm^ Wasser
7 g Citronensäuremonohydrat 30 g NH4Gl
3,5 g CuGl
Wie bei der im Beispiel I verwendeten Lösung, kann das NH.Cl durch ein anderes Halogenid ersetzt werden.
Für ein Galvanisierverfahren kann man vorzugsweise eine Lösung von folgender Zusammensetzung verwenden:
700 cm3 H2O
3,9 g Citronensäuremonohydrat 2,0 g NH4Cl
7,5 g Kupfer(ll)-acetatpentahydrat
Das NH4Cl verbessert etwas die Qualität der
Elemente; man kann es aber auch weglassen. Das Galvanisierverfahren wird während eines Zeitraums von 2 —
5 min. bei einer Stromdichte von 0,5 mA durchgeführt,
wobei die CdS-Schicht gegenüber einer Kupferanode negativ war.
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700 cmJ Wasser
10 g Kupfer(Il)-acetatpentahydrat 15 cm^ 20f°lge Essigsäure
700 cnr Wasser
7 g Citronensäuremonohydrat 1,2g NH.Cl
5 g Kupfer(II)-acetatpentahydrat
Wie vorstehend angegeben wurde, kann man die CuS-Schicht auch durch ein kombiniertes Tauch- und Galvanisierverfahren
herstellen oder durch Aufsprühen einer geeigneten Lösung auf die CdS-Schicht.
Nach der Bildung des CuS kann auf dieses eine Kupferschicht in einer Dicke von etwa 7000 nm aufgetragen
werden. Auf die Kupferschicht wird dann eine Schicht aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall aufgetragen,
welche die Kupferschicht vor einer Oxidation und vor der Einwirkung der Feuchtigkeit und Luftverunreinigungen
schützt.
Man kann in dem vorliegenden Verfahren als Aus—
gangsmaterial auch Nesa-Glas verwenden, so daß kein SnO-Überzug gebildet zu werden braucht. Nesa-Glas hat aber
einen spezifischen elektrischen Flächenwiderstand von etwa 50 bis 75 Ohm/Quadrat. Nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren kann man dagegen Überzüge mit einem sehr niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand von etwa 1
bis 20 Ohm/Quadrat erzielen. Durch die Verwendung von
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SnO -Überzügen mit niedrigem spezifischem elektrischem Widerstand wird der in dem SnOx auftretende Energieverlust herabgesetzt und dadurch der Wirkungsgrad des Photoelements erhöht·
Vorstehend wurde erwähnt, daß die zur Bildung von Cadmiumsulfid führende Lösung unter sehr intensivem
Ultraviolettlicht aufgesprüht wird· Die Intensität dieser Bestrahlung ist nicht genau gemessen worden. Es wur
den vier UV—Lampen von je 150 W in einem Abstand von etwa
10 cm von einer kleinen zu besprühenden Fläche angeordnet.
Das Ultraviolettlicht ist vorteilhaft. Wenn man ohne Bestrahlung aufsprüht, haben die Elemente manchmal etwas
niedrigere Leistungen als Elemente, bei deren Herstellung das Aufsprühen in intensivem Ultraviolettlicht erfolgte.
Anscheinend ist es in dem Verfahren ferner wichtig, daß die aufgesprühten Tröpfchen möglichst einheitlich
sind. Wenn viele kleine und viele große Tröpfchen aufgesprüht werden, verdampfen die sehr kleinen
Tröpfchen infolge der sehr hohen Temperatur, wenn sie in die Nähe der freiliegenden Fläche des Substrats kommen,
und wird dieses nur von den größeren Tröpfchen erreicht. Infolgedessen geht etwas OdS verloren und muß
bei der Wahl der pro Zeiteinheit versprühten Menge die Uneinheitlichkeit der Tröpfchen berücksichtigt werden.
Man kann bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Photoelementen auch mit Hilfe von Druckluft sprühen, doch
wird ein elektrostatisches Sprühverfahren bevorzugt, weil man mit ihm einheitlichere Tröpfchen erzeugen kann
als beim Sprühen mit Druckluft. In dem Verfahren gemäß der Patentanmeldung P 25 00 398.9 wird das Glassubstrat
in der Längsrichtung längs einer Rinne oder Wanne bewegt,
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die eine Schmelze enthält, und werden die .S-priihgutstraiilen.
quer über des sich bewegende Glas substrat bewegt, εο daß
auf jede kloine Teilfläche des Substrats dieselbe Menge
aufgesprüht wird. Dabei wird beriiclcoicntigt* &&ß das
Sprühgut aus einer Druckluft-SprühpiEtole oder einer
elektrostatischen Sprühpistole nicht in einem einheitliehen
Muster austritt·
Nach der Fertigetellung cinoe Photoolemente,
bJ
erhitzt·
erhitzt·
einschließlich der Elektroden, wird es auf 204 - 260 0G
Das er£indun£js£oiuäße Phot oelcment wird dor Sonnenstrahlung
durch sein Glacaubstrat hindurc-i auo^esetst.
Das in der CdS-Schicht vorhandene Al beeinträchtigt die
DurchoichtiglcGit der CdS—Al-SchicIit is& ^esonilicLioa nicht,
so daß die Sonnenstrahlung durch diese Schicht hindurch von
der Sonne zu dem Heteroübergang gelangt.
Eb versteht sich, daß im Bahmen dec Erfinäungegedankens
verschiedene Varianten möglich sind.
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Claims (1)
- Patentansprüche:1. Verfahren zum Herstellen eines Photoelements mit einem isolierenden Substrat, einer ersten leitenden Schicht, einer CdS enthaltenden zweiten Schicht (CdS-Schicht) und einer dritten Schicht, die mit der zweiten Schicht einen HeteroÜbergang bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der CdS-Schicht eine Stoffzusammensetzung verwendet wird, die ein Cadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung und eine aluminiumhaltige Verbindung enthält und deren Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des Gesamtmetallgehalts der Stoffzusammensetzung beträgt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Substrat in einer säuerst off haltigen Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von 450 ° bis 550 0C wärmebehandelt wird,3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aluminiumhaltige Verbindung AlCl,.6HpO ist.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht durch Aufsprühen gebildet wird und eine Dicke von etwa 2 bis 4 pn hat.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffzusammensetzung eine wäßrige Lösung ist·6· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cadmiumsalz CdCl2 ist·709820/06267. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwefelhaltige Verbindung Thioharnstoff ist.8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CdS-Schicht während ihrer Bildung mit Ultraviolettlicht bestrahlt wird·9. Verfahren zum Herstellen eines Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer eingelagertes Aluminium enthaltenden CdS-Schicht eine Lösung verwendet wird, die ein Cadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung, eine aluminiumhaltige Verbindung und ein Lösungsmittel enthält und deren Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des Gesamtmetallionengehalts beträgt .10. Verfahren zum Herstellen eines Photoele— ments, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer eingelagertes Aluminium enthaltenden CdS-Schicht eine Stoffzusammensetzung verwendet wird, die ein Cadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung und eine alurainiumhaltige Verbindung enthält und deren Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des Gesamtmetallgehalts der Stoffzusammensetzung beträgt·11. Verfahren zum Herstellen eines Photoelements mit einem vorhandenen Substrat, einer leitenden ersten Schicht, einer zweiten Schicht, die eine oder mehrere CdS-Teilschichten aufweist, und einer dritten Schicht, die mit der zweiten Schicht einen Heteroüber- gang bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der ersten Schicht versehene Substrat auf einer Temperatur im Bereich von 260 ° bis 593 0C gehalten wird, daß zur098 2 0/0626Bildung einer ersten Teilschicht der zweiten Schicht auf die erste Schicht eine Lösung gesprüht wird, die ein Cadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung, eine aluminiumhalt ige Verbindung und ein Lösungsmittel enthält und deren Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des G-esamtmetallionengehalts der Lösung beträgt, und daß zur Bildung einer zweiten Teilschicht der zweiten Schicht auf deren erste Teilschicht eine Lösung gesprüht wird, die ein Cadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung und ein Lösungsmittel enthält.12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die freiliegende Oberfläche der zweiten Schicht in Cu S umgewandelt wird.13· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht während des Sprühvorganges mit Ultraviolett bestrahlt wird.14· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Substrat in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von 450 ° bis 550 0C wärmebehandelt wird.15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die aluminiumhaltige Verbindung AlGl-.6H?0 ist.16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Dicke von etwa 2 bis 4 pm hat.17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Wasser ist.703820/062618. Verfahren nacli Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gadmiumsalz CdCl2 ist.19. Verfahren nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß die schwefelhaltige Verbindung Thioharnstoff ist.20. Verfahren zum Herstellen eines Photoelements, in dem auf einer SnO -Schicht, die sich auf Flachglas befindet, eine dünne Schicht aus CdS-Mikrokristallen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der dünnen Schicht aus CdS-Mikrokristallen auf die SnO -Schicht zur Bildung von CdS führende Lösungen gesprüht werden, während das Flachglas auf einer einheitlichen Temperatur im Bereich von 260 ° bis 593 0C gehalten wird, und daß die erste Lösung eine Zusammensetzung von2 1 Wasser60 cnr 1-molare CdClo-Lösung 68 cm·3 1-molare Thioharnstoff lösung 1,95 g AlCl3.6H2Ound die zweite Lösung eine Zusammensetzung von5 1 Wasser150 CBT* 1—molare CdCI9-LoSUiIgbesitzt.•5150 cmJ 1-molare Thioharnstofflösung21. Verfahren zum Herstellen eines Photoelements, in dem auf einer SnO -Schicht, die sich auf Flachglas befindet, eine dünne Schicht aus CdS-Mikrokristallen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der dünnen Schicht aus CdS-Mikrokristallen auf die 3nO_-Schicht709820/0826eine wässerige Lösung gesprüht wird, die OdGIg und Thioharnstoff enthält, sowie ein lösliches aluminiumhaltiges Salz und deren Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des Gesamtmetallionengehalts der Lösung beträgt, und daß das Flachglas während des Besprühens auf einer konstanten !Temperatur im Bereich von 260 ° bis 593 0O gehalten wird.22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das aluminiumhalt ige Salz AlCl.,. 6HpO ist.23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht eine Dicke von etwa 2 bis 4 um hat.24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dünne Schicht eine weitere dünne Schicht aufgetragen wird, die im wesentlichen aus GdS besteht.25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf die genannte dünne Schicht zur Bildung einer weiteren dünnen Schicht aus GdS eine Lösung gesprüht wird, die im wesentlichen aus GdGl2 und Thioharnstoff besteht.26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung der weiteren dünnen Schicht aus GdS das Substrat auf eine Temperatur im Bereich von 450 ° bis 550 0G erhitzt wird.27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Erhitzung die weitere dünne Schicht aus GdS mit Cu S überzogen wird.709820/062623. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß auf die weitere dünne Schicht aus GdS eine öuCl-haltige Lösung aufgetragen wird.29. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß auf die weitere Schicht aus CdS zur Bildung eines Überzuges eine Lösung aufgetragen wird, die im wesentlichen aus' 700 cm^ Wasser1.4 cm^ HNO,, (Konzentration 1 : 5)1.5 g GuGl1,5 g H2Ge(SO4)41,5 g NaGl1,5 g (L+)—Weinsteinsäurezusammengesetzt ist.30. Verfahren nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Substrat mit einer Elektrode versehen wird.31. Verfahren zum Herstellen eines Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß auf Flachglas eine SnO -Schicht mit einem spezifischen elektrischen Flächenwiderstand von etwa 1 bis 20 Ohm/Quadrat gebildet wird, daß auf der SnO-Schicht eine Schicht aus mikrokristallinem CdS gebildet wird, die mindestens in einer Teilschicht Aluminium enthält und unter Verwendung einer Stoffzusammensetzung gebildet wird, deren Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des Gresamtmetallgehalts der Stoff zusammensetzung beträgt, daß auf der Al-haltigen Schicht aus mikrokristallinem CdS eine weitere dünne CdS-Schicht gebildet wird, die im wesentlichen Al-frei ist, und daß auf der weiteren CdS-Schicht gebildet wird.709820/062632. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Cu^S-Schicht die stoichiometrische Zusammensetzung CUpS hat·33· Verfahren nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Cu^S-Schieht durch Ionenaustausch gebildet wird,34. Verfahren zum Herstellen eines Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem mit einer durchsichtigen dünnen SnO -Schicht überzogenen, durchsichtigen isolierenden Substrat eine dünne GdS-Schicht gebildet wird, die in einem unteren Teil ihres Querschnitts Aluminium und in ihrem übrigen Querschnitt im wesentlichen kein Aluminium enthält und zu deren Bildung zunächst eine Stoffzusammensetzung verwendet wird, deren Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des Gesamtmetallgehalts der Lösung beträgt, und danach eine Stoff zusammensetzung, die wenig oder kein Aluminium enthält·35. Verfahren zur Herstellung eines GdS-Cu S-Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer alu— miniumhaltigen CdS-Schicht, die eine Dicke von etwa 2 bis 4 pn besitzt und unter Verwendung einer Stoffzusammensetzung, deren Aluminiumgehalt mindestens 10 Molgewichtsprozent des Gesamtmetallgehalts der Stoffzusammensetzung beträgt, gebildet worden ist, durch Ionenaustausch eine Schicht aus CuS gebildet wird.36. Verfahren zur Herstellung eines Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß eine stark mit Al imprägnierte CdS-Schicht gebildet wird.709820/062637· Verfahren zur Herstellung eines Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem mit einer leitenden Schicht überzogenen Substrat eine stark mit Aluminium imprägnierte CdS-Schicht gebildet und zur Bildung einer Cu S-Schicht über der CdS-Schicht auf diese eine zur Bildung von Cu S befähigte Lösung aufgetragen wird.38. Verfahren nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet, daß zum Auftragen der Cu S-Schieht das Substrat in eine Lösung getaucht wird, die eine kupferhaltige Verbindung enthält, so daß ein Ionenaustausch von Cu und Cd
erfolgt·39. Verfahren zum Herstellen eines Photoele ments, in dem über einem auf einer Glasplatte vorhandenen SnO -Überzug eine dünne Schicht aus CdS-Mikrokristallen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die SnO-Schicht nacheinander mit Lösungen besprüht wird, die zur Bildung von CdS befähigt sind, wobei die erste Lösung aus8 1 Wasser18,63 g CdCl2.2 1/2 H2O8,77 g Thioharnstoff6,96 g AlCl3.6H2O2 cnr Salzsäureund die zweite Lösung aus4 1 Wasser24170 g CdCl2.2 1/2 H2O10,96 g Thioharnstoffzusammengesetzt ist und die Glasplatte während des Besprühens auf einer Temperatur im Bereich von 260 ° bis 593 0C gehalten wird.709820/062640. Dünne OdS-Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß sie eingelagertes Aluminium enthält und unter Verwendung einer Stoffzusammensetzung gebildet worden ist, deren Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des G-esamtmetallgehalts der Stoffzusammensetzung beträgt.41. Dünne CdS-Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine eingelagertes Aluminium enthaltende Teilschicht besitzt, die unter Verwendung einer Stoffzusammensetzung gebildet worden ist, deren Aluminiumgehalt mindestens 10 Molprozent des Gesamtmetallgehalts der Stoffzusammensetzung beträgt.42. Dünne GdS-Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Aluminiumgehalt von mindestens 5 Molprozent des Gesamtraetallgehalts der dünnen Schicht besitzt.43. Stoffzus.ammensetzung zur Bildung einer dünnen Schicht bei der Herstellung eines Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffzusammensetzung ein Oadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung und eine aluminiumhaltige Verbindung enthält und ihr Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des Gresamtmetallgehalts der Stoffzusammensetzung beträgt.44. Lösung zur Bildung einer dünnen Schicht bei der Herstellung eines Photοelements, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffzusammensetzung ein Cadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung und eine aluminiumhaltige Verbindung enthält und ihr Aluminiumgehalt 10 bis 50 Molprozent des Gesamtmetallgehalts der Lösung beträgt.709820/062645« Verfahren zur Herstellung eines Pnotoelements mit einer stark mit Aluminium imprägnierten CdS-Schicht, dadurch, gekennzeichnet, daß auf der GdS-Schicht durch, galvanische Abscheidung aus einer kupferhaltigen Lösung eine Cujä— Schicht gebildet wird, wobei ein Ionenaustausch von Cu und Cd stattfindet.46. Verfahren nach Anspruch. 45» da&iirch gekennzeichnet, daß die Bildung einer Cu S-Schicht durch Ionen— austauschin einem Elektrolyten erfolgt, der infolge der Verwendung einer Kupferanode Kupfer(.Il)-acetat enthält.47· Verfahren nach Anspruch 45» dadurch, gekennzeichnet, daß die genannte Lösung aus700 ein3 H2O10 g Kupfer(ll)-acetatpentahydrat15 em3 20£ige Essigsäurezusammengesetzt ist.48. Verfahren nach. Anspruch. 45» dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lösung aus700 cm3 H2O3,9 g Citronensäuremonohydrat 2,0 g KH4Cl7,5 g Kupfer(II)-acetatpentahydratzusammengesetzt ist.49. Verfahren nach. Anspruch. 45» dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lösung aus709820/0626AA700 cm3 H2O3,9 g Gitronensäuremonohydrat 7,5 g Kupfer(II)-acetatpentahydratzusammengesetzt ist.50, Verfahren nach Anspruch 45, dadurch, gekennzeichnet, daß die genannte Lösung aus700 cm3 H2O7 g Oitronensäuremonohydrat 1,2 g NH4Ol5 g Kupfer(H)-aeetatpentahydratzusammengesetzt ist·51· Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenaustausch während eines Zeitraums von 2-5 min bei einer Stromdichte von 0,5 mA/cm durchgeführt wird.52, Verfahren zur Herstellung eines Photoelements mit einer GdS-Schicht, die mindestens in einer Teilschicht stark mit Aluminium imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem kombinierten Verfahren, in dem das Photoelement in eine kupferhalt ige Lösung getaucht und in einer kupferhaltigen Lösung galvanisch überzogen wird, auf der GdS-Schicht durch einen Ionenaustausch von Gu und Cd eine Gu S-Schient gebildet wird.53· Photoelement, gekennzeichnet durch ein durchsichtiges Substrat, eine auf dem Substrat vorgesehene, erste dünne Schicht, die aus einem durchsichtigen leitenden Material besteht, eine auf der ersten dünnen Schicht vorgesehene, zweite dünne Schicht, die aus GdS-Mikrokristallen besteht70982Ö/Q626262192Q - Alund deren Aruminiumgehalt mindestens in einem Teil ihrer Dicke mindestens 5 Molprozent des Gesamtmetallgehalts der zweiten dünnen Schicht beträgt, eine auf der zweiten dünnen Schicht vorgesehene, dritte dünne Schicht, die aus besteht und mit der zweiten dünnen Schicht einen HeteroÜbergang bildet, und eine auf der dritten dünnen Schicht vorgesehene Elektrode.54· Photoelement nach Anspruch 53» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite dünne Schicht eine Dicke von etwa 2 bis 4 pn hat.55. Photoelement nach Anspruch 53» dadurch gekennzeichnet, daß die erste dünne Schicht einen spezifischen elektrischen Flächenwxderstand von etwa 1 bis 20 Ohm/Quadrat besitzt.56. Photoelement nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die erste dünne Schicht aus SnO und das Substrat aus Glas besteht.57. Photoelement nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus Kupfer besteht.58. Photoelement nach Anspruch 53» dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus Kupfer besteht, das mit einem Schutzüberzug versehen ist.59· Photoelement nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß der Al-Gehalt der zweiten dünnen Schicht mit zunehmendem Abstand von der ersten dünnen Schicht kontinuierlich fortschreitend abnimmt.709820/062660. Photoelement nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß der Al-G-ehalt nach einer Exponentialfunktion fortschreitend abnimmt.61. Photoelement nach Anspriich 60, dadurch gekennzeichnet, daß der Al-Gehalt über die ganze Dicke der zweiten dünnen Schicht abnimmt.62. Photoelement, dadurch gekennzeichnet, daß es nach einem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt worden ist.63. Verfahren zur Herstellung eines Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer dünnen Schicht aus CdS eine Lösung verwendet wird, die ein Cadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung, Salzsäure und ein Lösungsmittel enthält.64. Verfahren zur Herstellung eines Photoelements, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer dünnen Schicht aus CdS eine Stoffzusammensetzung verwendet wird, die ein Cadmiumsalz, eine schwefelhaltige Verbindung und Salzsäure enthält.65. Verfahren zur Herstellung eines Photoelements mit einem durchsichtigen Substrat, einer auf dem Substrat vorgesehenen, ersten dünnen Schicht, die aus einem durchsichtigen leitenden Material besteht, einer zweiten dünnen Schicht, und einer dritten dünnen Schicht, die mit der zweiten dünnen Schicht einen HeteroÜbergang bildet, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der dünnen Schichten durch Aufsprühen von Tröpfchen von im wesentlichen einheitlicher Größe aufgetragen wird.709 8 20/062666« Photoeleraent, dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Verfahren nach Anspruch 65 hergestellt worden ist.709820/0626
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