DE3128806A1

DE3128806A1 - Leitfaehiges element, verfahren zur herstellung desselben sowie photozelle mit dem leitfaehigen element

Info

Publication number: DE3128806A1
Application number: DE19813128806
Authority: DE
Inventors: Katherine Vallejo Pittsford N.Y. Clem
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1981-07-21
Publication date: 1982-04-29
Also published as: JPS5758374A; FR2487584A1; GB2080275B; FR2487584B1; GB2080275A; CA1171505A

Description

Leitfähiges Element, Verfahren zur Herstellung desselben sowie Photozelle mit dem leitfähigen Element

Die Erfindung betrifft ein leitfähiges Element, ein Verfahren zur Herstellung des leitfähigen Elementes sowie eine Photozelle mit dem leitfähigen Element.

Der wirksame Obergang von teueren Energiequellen auf Erdölbasis zu Solarenergiequellen, beispielsweise Photozellen, wurde durch zwei Faktoren wesentlich verzögert, nämlich die Kosten der Massenproduktion von Photozellen sowie den niedrigen Wirkungsfaktor, der durch solche Zellen erreicht wird. Jede Verbesserung, die sich bei einem der beiden Faktoren erzielen läßt, bedeutet für die Industrie einen Schritt vorwärts in Richtung der Verwendung von mehr Solarzellen und eine Verbesserung beider Faktoren ist ein langersehntes Ziel.

Die Verwendung von p-n-Cadmiumtellurid-Cadmiumsulfid-Photozellen mit dünnen Schichten,wie sie beispielsweise näher in der US-PS 4 207 119 beschrieben werden, hat die Wirksamkeit derartiger Zellen beträchlich verbessert. Ein begrenzender Faktor in Richtung auf eine weitere Verbesserung der Wirksamkeit derartiger Zellen ist die Fensterelektrode·:, durch welche die Solarzelle belichtet wird.

In herkömmlicher Weise weist die Fensterelektrode.einen Glasträger mit einer transparenten und leitfähigen Beschichtung, beispielsweise In₉O- auf, im Handel unter der Handelsbezeichnung Nesatron von der Fa. PPG Industries erhältlich. Derartige Materialien und andere, wie beispielsweise Cd₉SnO. und CdSnO- liefern Filme von geringem Widerstand und hoher Durchlässigkeit. Jedoch sind derartige Materialien nicht leicht zugänglich und die zu ihrer Herstellung erforderlichen Verfahren machen sie für ihre Verwendung in Photozellen extrem teuer.

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Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, Glaselektroden mit leichter zugänglichen und weniger teueren Schichten zu entwickeln. Aus einer Arbeit von R.G. Livesey, E. Lyford und H. Moore, veröffentlicht in der Zeitschrift "J. of Physics: J. of Scientific Instruments·', 1, 967 (196 8) ist ζ. B. ein transparenter leitfähiger Zinnoxidfilm auf einem Glasträger bekannt, der hergestellt werden kann durch Blasen von Sauerstoff durch einen Kolben mit erhitztem SnCl₉ · 2H₉O auf Glasträger oder Glassubstrate. Diese dünnen Oxidfilme haben eine Durchlässigkeit von 85 I, jedoch elektrische Widerstände von 100 bis 500 0hm/ Quadrat. Die Autoren geben an, daß Filme mit einem geringeren Widerstand aufgrund ihrer Trübung oder ihres Schleiers unbrauchbar sind.

Aus einer Arbeit von James Kane, H,P. Schweizer und Werner Kern, veröffentlicht in der Zeitschrift "J. Electrochem. Soc:"Solid-Stäte Science and Technology", Band 123, No» 2, Seiten 2 70 bis 276 (Februar 1976) ist ferner die Verwendung eines Natronkalkglasträgers für einen Zinnoxidfilm bekannt, wobei die Glasoberfläche mit dem Ziel behandelt wird. Natrium von der Oberfläche des Glasträgers zu entfernen, um eine Trübung oder Schleierbildung zu verhindern. Aus der US-PS 3 880 633 ist es des weiteren bekannt, einen Zinnoxidfilm auf einem Glasträger durch Aufsprühen einer Lösung von SnCl₉ in Methanol mit vergleichsweise geringen Mengen von Ammoniumbifluorid zu erzeugen. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt eine Säure-Vorbehandlung des Glasträgers vor dem Aufbringen der SnÖ₉-Schicht unter Erzeugung eines Kieselsäurefilms über dem Träger, nicht nur um den entstehenden Schleier oder die entstehende Trübung in der SnO₂-Schicht und dem Glasträger zu vermindern, sondern auch um einen ausreichenden Widerstand der Schicht und eine hohe Durchlässigkeit zu erzielen. Bei Anwendung dieses Verfahrens wird eine Durchlässigkeit von 78 % und ein elektrischer Widerstand von nur etwa 10 Ohm/Quadrat erzeugt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß

die Zinnoxidfilme schleierig oder trübe sind. Das Auftreten eines Schleiers oder einer Trübung in den Elektrodenfilmen führt zu einer Lichtstreuung (und damit zu einem Verlust an Durchlässigkeit).

Die Literatur ist somit angefüllt mit Hinweisen darauf, daß es wünschenswert ist, Natronkalkglas als Träger für leitfähige Elemente zu verwenden, da dieses Material extrem billig ist, doch wurde andererseits bisher noch kein gangbarer Weg gefunden, dieses Material zu verwenden, ohne daß zunächst eine Vorbehandlung des Trägers zum Zwecke der Entfernung von Natrium erfolgt. Ein derart vorbehandelter Träger ist jedoch an sich kein Natronkalkglasträger mehr.

Vielmehr muß ein solcher Träger als Natronkalkglasträger mit einer zusätzlichen Kieselsäureschicht betrachtet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein leitfähiges Element anzugeben, das sich insbesondere zur Herstellung von Photozellen auf Basis dünner Filme eignet und sich vergleichsweise billig herstellen läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem leitfähigen Element des angegebenen Typs, das gekennzeichnet ist durch einen Natronkalkglasträger mit einer hierauf anfgebrachten Schicht aus oder mit polykristallinem SnO₂ und einem Fluordotiermittel, das praktisch trübungsfrei oder schleierfrei ist und eine Gesamtdurchlässigkeit für Strahlung von .400 bis 800 nm von mehr als 70 % und einen elektrischen Widerstand von weniger als 30 Ohm/Flächen quadrat hat.' Zur Herstellung eines solchen leitfähigen Elementes ist weder die Verwendung eines vorbehandelten Trägers noch eine besondere Schicht auf dem Träger erforderlich.

-r-l·.

Erflndungsgemäß läßt sich ein solches leitfähiges Element dadurch herstellen, daß man einen Natronkalkglasträger auf eine Temperatur von mindestens etwa 450 C in Gegenwart einer oder mehrerer SnCl--Lieferanten und eines Fluordotiermittels erhitzt, wobei man die Erhitzung in einer Sauerstoffatmosphäre durchführt, in der der Sauerstoffgehalt mindestens 15 Volumen-% beträgt und wobei der oder die SnCl--Lieferanten und das Dotiermittel auf eine Temperatur erhitzt werden, die ausreichend hoch ist, um das SnCl₂ und das Dotiermittel auf den Träger aufzudampfen, jedoch unter 480⁰C liegt.

Gegenstand der Erfindung sind des weiteren Photozellen mit aneinander angrenzenden oder benachbarten kristallinen Schichten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie ein leitfähiges Element des beschriebenen Aufbaues aufweisen und zwar in einem operativen Kontakt geringer Impedanz mit mindestens einem Teil einer der erwähnten Schichten.

Die hier angegebene Gesamtdurchlässigkeit ist dabei die prozentuale Durchlässigkeit, gemessen mit einem integrierenden Kreis, während die Spiegel- oder Spekular-Durchlässigkeit die prozentuale Durchlässigkeit ist, die mit einem Kleinwinkel-Detektor gemessen werden kann. Letztere ist natürlich beträchtlich geringer als die Gesamtdurchlässigkeit.

Ein erfindungsgemäßes leitfähiges Element weist somit einen Natronkalkglasträger und eine hierauf aufgebrachte Zinnoxidschicht mit einem Fluordotiermittel auf.

Unter einem "Natronkalkglasträger" ist ein solcher zu verstehen, bei dem das Trägermaterial streng genommen aus einem Natronkalkglas besteht und nicht vorbehandelt wurde, um Natrium von der Oberfläche des Trägers zu entfernen, unter Erzeugung einer Oberflächenschicht

einer anderen Zusammensetzung als dem Natronkalkglas und auch nicht vorbehandelt wurde unter Hinzufügen einer schützenden Schicht auf das Natronkalkglas. Der zur Herstellung eines erfindungs gemäßen Elementes verwendete Träger erfordert keine zusätzliche kostspielige Vorbehandlung, um eine gute Durchlässigkeit, einen niedrigen Widerstand, ohne das Auftreten eines ins Gewicht fallenden Schleiers oder einer ins Gewicht fallenden Trübung zu erreichen. Vorzugsweise besteht der Träger aus einem Natronkalkglas mit einer 9O$igen Durchlässigkeit (transmittance). Obgleich die Dicke des Glasträgers nicht kritisch ist, hat es sich doch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Schichtstärke des Trägers bei etwa 0,5 bis 5 mm liegt.

Die Schicht auf dem Träger ist dabei aus Zinnoxid und einem Fluordotiermittel aufgebaut. Das Fluordotiermittel kann aus irgendeinem Fluor enthaltenden Material bestehen, beispielsweise SnClF, SnF₂, H₂SiF₆ sowie NH₄FHF. Die einzigen Erfordernisse für das Fluordotiermittel bestehen darin, daß es bei jeder Arbeitstemperatur, die angewandt wird, um das Fluordotiermittel· und das SnCl₂ zu erhitzen, um SnO₂ auf dem Träger zu erzeugen, flüchtig ist.

Unter einem Natronkalkglasträger "mit einer hierauf aufgetragenen Schicht aus polykristallinem SnO₂ und einem Fluordotiermittel" ist somit gemeint, daß die Schicht direkt auf dem Glasträger erzeugt wird und nicht auf irgendeiner Zwischenschicht oder auf einem Träger, der derart vorbehandelt wurde, daß die Oberfläche des Trägers nicht mehr länger als Natronkalkglasoberfläche betrachtet werden kann.

Im Falle von Photözellen ist es erwünscht, daß das leitfähige Element einen geringen elektrischen Widerstand hat, so daß der Joule-Verlust vermindert wird und die Zellenwirksamkeit erhöht wird. Infolgedessen hat die SnO^-Schicht einen Widerstand von weniger als 30 Ohm/Flächenquadrat und vorzugsweise von weniger als 20 Ohm/Flächenquadrat. Als wünschenswert hat es sich desweiteren erwiesen, wenn die Schicht eine gute Lichtdurchlässigkeit aufweist. Infolgedessen ist die Durchlässigkeit für Strahlung von 400 bis 800 nm vorzugsweise größer als 70 % und in besonders vorteilhafter Weise größer als 80 V. -

Die erfindungs gemäßen leitfähigen Elemente sind praktisch trübungsfrei oder schleierfrei. Dies ist wichtig bei der Verwendung der leitfähigen Elemente in Photozellen, da eine Trübung oder ein Schleier zu unerwünschten Effekten zwischen dem leitfähigen Element und anderen Schichten in derartigen Zellen, z. B. aus CdTe und CdS führt. Ein solcher beispielsweiser Effekt wird *

z. B. in der US-PS 3 880 633 beschrieben. Ist das leitfähige Element schleierig oder trübe, erfolgt eine Lichtstreuung, welche zu einem Durchlässigkeitsverlust führt. Unter praktisch trübungsfrei oder schleierfrei ist gemeint, daß eine visuelle Prüfung des Materials den Eindruck eines relativ klaren oder durchsichtigen Materials vermittelt. Das bedeutet, daß für das nackte Auge kein Schleier erkennbar ist.

Zu den leitfähigen Elementen, die hier beschrieben werden, gehören z. B. auch Elektroden, wie sie zur Herstellung von Photozellen verwendet werden, ferner sog. Vorführelektroden und Elekroden für elektrophotographische Platten, ferner optische Filme und antistatische Elemente. Ein besonders vorteilhaftes leitfähiges Element gemäß der Erfindung bildet eine Elektrode, z. B-. eine Fensterelektrode für eine Photozelle.

-AO-

Die Schicht, die das Zinnoxid und das Fluordotiermittel enthält, ist vorzugsweise dünn. Vorzugsweise haben die Schichten der leitfähigen Elemente eine Stärke von 1000 bis 10 000 SL Die Schichten können das Fluordotiermittel in verschiedenen Konzentrationen enthalten. Vorzugsweise enthalten die Schichten jedoch 0,001 bis 5 Gew.-I des Fluordotiermittels.

Die Schicht mit dem dotierten SnO- ist polykristallin, wobei die Kristallitte vorzugsweise zum Glasträger orientiert sind, derart, daß die kristallographischen (200)- und (120)-Ebenen parallel zur Ebene der Glasoberfläche orientiert sind. Obgleich die Kristallitte verschieden groß sein können, hat es sich doch als vorteilhaft erwiesen, wenn die SnO--Kristalle kleiner als 1 Mikrometer und vorzugsweise kleiner als 0,5 Mikrometer sind.

Das polykristallines SnO₂ aufweisende leitfähige Element läßt sich herstellen durch Erhitzen eines Trägers aus auf eine Temperatur von mindestens 450⁰C in einer Umgebung, die einen SnCl^-Lieferanten aufweist und, entweder im gleichen Lieferanten oder einem gesonderten Lieferanten ein Fluordotiermittel. Der SnCl--Lieferant und der Lieferant für das Dotiermittel werden dabei auf eine Temperatur von weniger als 480 C, jedoch auf eine solch hohe Temperatur erhitzt, die ausreicht, um das SnCl- und das Dotiermittel in Richtung des Trägers zu verflüchtigen. Vorzugsweise liegt die Temperatur, auf die der oder die Lieferanten erhitzt werden, bei 200⁰C bis 400⁰C, wenn bei dem angewandten Verfahren der Abstand von zu verdampfendem Stoff und zu bedampfenden Träger gering ist. Erfolgt die Abscheidung der Dämpfe nach dem Transportverfahren (die Dämpfe werden über längere Entfernungen hinweg transportiert, wie z. B. im Falle des Beispieles 7) dann können beispielsweise Temperaturen bis zu 48O⁰C angewandt werden. Dieses Verfahren wird dabei in einer Atmosphäre angewandt, in der der Sauerstoff-

β β <* ca a

gehalt mindestens 15 Volumen-\ beträgt.

Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Erzeugung eines leitfähigen polykristallien SnO₂-Elementes ist beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt. Im einzelnen sind dargestellt in:

Fig. 1 ein Lieferant für SnCl₂ und ein Dotiermittel; Fig. 2 ein zu beschichtender Träger und

Fig. 3 eine Vorrichtung, die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet.

Im Falle der Fig. 1 befindet sich ein SnCl₂-Lieferant und ein Fluordotiermittel A in einem Behälter B. Im Falle der Fig. 2 ist ein Glasträger D an einer Halterung E befestigt.

Das Verfahren zur Beschichtung des Glasträgers besteht vorzugsweise in einer chemischen Bedampfung des Trägers bei geringem Abstand von Bedämpfungsmittel und Träger. Bei Anwendung dieses Verfahrens werden die Dämpfe von einem Lieferanten auf einen Träger aufgedampft, der sich von dem Lieferanten in einer Entfernung befindet, die nicht größer ist als die Quadratwurzel der kleineren Oberflächenfläche von Lieferant und Träger. Die chemische Bedampfung wird näher in Fig. 3 veranschaulicht, wobei ein Glas gefäß G verwendet wird, das einen Einlaß H für Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherter Luft enthält. Der Gasstrom erfolgt, um eine Sauerstoff-reiche Atmosphäre für die Reaktion von A und die Abscheidung des Oxides auf den Träger 1) zu schaffen. Die Gasströmungsgeschwindigkeit wird dabei so eingestellt, daß der gewünschte Gasdruck in dem Gefäß aufrechterhalten wird.

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Die Halterung E wird durch die Lampe F erhitzt und die Halterung B durch die Lampe C. Die Halterungen werden dabei aus Graphit oder einem anderen wärmebeständigen Stoff erzeugt und werden durch die Lampen erhitzt oder auf andere Weise, z. B. durch Widerstandserhitzung oder Induktionserhitzung. Nach Durchführung des Erhitzungsprozesses werden überschüssiges SnCl- und Dotiermitteldämpfe vorzugsweise vom Träger entfernt, im allgemeinen durch den Sauerstoffstrom oder den Luftstrom, bevor das Erhitzen des Trägers beendet wird.

Die Atmosphäre für die Dampfphasenabscheidung kann entweder aus reinem Sauerstoff,mit Sauerstoff vermischten anderen Gasen oder Luft bestehen. Es ist leicht verständlich, daß die tatsächliche Menge an Sauerstoff, die während der Abscheidung vorhanden ist, von der speziellen Form der Dampfphasenabscheidung abhängt, die ausgewählt wird. Beispielsweise wird eine chemische Dampfabscheidung bei geringem Abstand, d. h. eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung, im allgemeinen bei Atmosphärendruck durchgeführt. Die anderen Formen der Dampfphasenabscheidung, die oben erwähnt wurden, haben bekannte oder Standard-Toleranz-Gasgrenzen und der Sauerstoffdruck oder Sauerstoffteildruck wird derart ausgewählt, daß dieser mit den Toleranzgrenzen übereinstimmt.

Die Dampfphasenabscheidung erfolgt entweder in einem Chargenprozeß, z. B. in einer Kammer mit einem Lieferanten und einem einzelnen Träger oder in Form eines kontinuierlichen Verfahrens, in welchem Falle ein Träger durch geeignete Behandlungszonen geführt wird.

Im allgemeinen erfolgt die Bedampfung bei Atmosphärendruck oder schwach über atmosphärischem Druck. Der Abstand zwischen Lieferant und Schichtträger beträgt vorzugsweise etwa 2 bis etwa 10 mm, obgleich auch Entfernungen zwischen 1 und 100 mm anwendbar sind.

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Die Temperatur des Trägers kann verschieden sein, je nachdem, was für ein Material bedampft wird. Vorzugsweise wird das zu verdampfende Material etwa 0,1 Sekunden bis etwa 10 Minuten auf einen Träger aufgedampft, der auf eine Temperatur von 45O⁰C bis etwa 63O⁰C gebracht wird. Die Temperatur des zu verdampfenden Stoffes oder Materials wird in jedem Falle zwischen etwa 200 und exwa 400⁰C gehalten.

Eine Photozelle läßt sich in einfacher Weise unter Verwendung der erzeugten Elektrode als Fensterelektrode herstellen. Eine bevorzugte Zeile ist dabei ähnlich einer Zelle, wie sie in der US-PS 4 207 119 beschrieben wird mit der Ausnahme, daß die Fensterelektrode eine Elektrode des beschriebenen Typs ist. Dies bedeutet, daß eine besonders vorteilhafte Zelle eine erste und eine zweite aneinander angrenzende oder benachbarte polykristalline Schicht aufweist mit Cadmiumtellurid vom P-Typ bzw. Cadmiumsulfid vom η-Typ und daß sich die beschriebene Elektrode in operativem Kontakt von niedriger Impedanz mit mindestens einem Teil der Schichten befindet. Die Konstruktion und die Verwendung von Photozellen wird im Detail beispielsweise näher in der US-PS 4 207 119 beschrieben.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Es wurden 7 Proben von transparenten und elektrisch leitfähigen Zinnoxidgläsern nach dem beschriebenen Bedampfungsverfahren, bei dem das zu verdampfende Material sich in geringem Abstand zur bedampfenden Oberfläche befindet, hergestellt. Der Zinnoxid-Lieferant bestand aus wasserfreiem SnCl-,, das mit einem Mol-%

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Fluor, das als SnClF zugesetzt wurde, dotiert war. Der Träger bestand aus einem Nairoilcalkglas mit einer 90 !igen Durchlässigkeit. Der Abstand zwischen dotiertem SnCl₂ und Träger betrug 5 mm·. Das Verfahren wurde bei Atmosphärendruck mit einer Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit von T22O cm /Min. durchgeführt. Der Träger wurde auf 55O°C erhitzt, worauf unmittelbar darauf das zu verdampfende Material auf 325⁰C erhitzt wurde. Die Abscheidungsdauer betrug eine Minute und 15 Sekunden, gemessen von dem Zeitpunkt an, an dem das dotierte SnCl, eine Temperatur von 325⁰C hatte. Der durchschnittliche Widerstand der 7 Prüflinge betrug 12 Ohm/Flächenquadrat und die Gesamtdurchlässigkeit für sichtbares Licht zwischen 400 und 800 nm betrug 80 %. Die Dicke der Filme schwankte zwischen 0,37 und 0,43 pm. Die Filme waren trübungsfrei.

Beispiel 2

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden 8 weitere Prüflinge von transparenten und elektrisch leitfähigen Zinnoxidgläsern hergestellt, wobei jedoch diesmal das Dotiermittel aus 0,9 Mol-% Fluor bestand, das in Form von SnF„ zu dem wasserfreien SnCl₂ zugegeben wurde. Im Falle dieses Beispieles wurde ein durchschnittlicher Widerstand von 14 Ohm/Flächenquadrat bei einer Gesamtdurchlässigkeit für Licht von 400 bis 800 nm von 79 % erzielt. Die Dicke der Filme schwankte zwischen 0,36 und 0,52 iim. Die Filme waren trüb ungs frei.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)

Dieses Beispiel veranschaulicht die Wichtigkeit des Fluordotiermittels.

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Es wurde nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ein weiterer Prüfling eines transparenten und elektrisch leitfähigen Zinnoxidglases hergestellt mit der Ausnahme jedoch, daß dem wasserfreien SnCl₂ kein Dotiermittel zugegeben wurde. In diesem Falle wurde ein Widerstand von 63 Ohm/Flächenquadrat und eine 80 iige Gesamtdurchlässigkeit für Licht von 400 bis 800 nm erzielt. Die Dicke des Filmes betrug 0,5 7 ym.

Beispiel 4

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiterer Prüfling eines transparenten und elektrisch leitfähigen Zinnoxidglases hergestellt, wobei jedoch dieses Mal die Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs 4000 cm /Min. betrug. In diesem Falle wurde ein Widerstand von 9 Ohm/Flächenquadrat bei einer 80 %igen Gesamtdurchlässigkeit für sichtbares Licht zwischen 400 und 800 nm erzielt. Die Dicke des Prüflings betrug 0,39 ym. Ausgehend von diesem Glas wurde eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 9,5 % nach dem in Beispiel 1 der US-PS 4 207 119 beschriebenen Verfahren mit der Ausnahme hergestellt, daß die Fensterelektrode dieses Beispieles anstelle des Nesatron-Fensters gesetzt wurde, das in dem Beispiel 1 des US-Patentes 4 207 119 verwendet wurde.

Beispiel 5

Es wurden 6 Prüflinge von transparenten, elektrisch leitenden, mit Zinnoxidfilmen beschichteten Gläsern wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt mit der Ausnahme jedoch, daß die Temperatur des zu verdampfenden Materials 315⁰C betrug und daß die Temperatur der Träger von Versuch zu Versuch verändert wurde.

Der elektrische Widerstand und die durchschnittliche Durchlässigkeit gegenüber sichtbarem Licht und Licht des nahen infraroten Bereiches

(400 bis 800 nm) der erhaltenen Beschichtungen betrugen:

Träger- Temperatur C°C)	Widerstand (Ohm/Flächen quadrat)
400	2,5 χ 1O⁺⁴
430	360
450	96
500	18
550	10
600	5,5

Durchschnittliche,prozentuale Spekular-Durchlässigkeit für sichtbares Licht

83 %

79 % 78 %

77 % 76 %

68

Aus den erhaltenen Ergebnissen ergibt sich, daß eine Trägertemperatur von über 45O°C vorteilhaft ist.

Beispiel 6

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden 3 weitere Prüflinge von transparenten, elektrisch leitfähigen, mit Zinnoxidfilmen beschichteten Glas träger« hergestellt, wobei jedoch dieses Mal die folgenden abweichenden Veffahrensbedingungen angewandt wurden: Anstatt Sauerstoff wurde Luft verwendet. Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft betrug 410 cm /Min. Das zu verdampfende Material wurde auf eine Temperatur von 320 C aufgeheizt. Die Abs eheidungs- oder Bedampfungsdauer betrug 1 Minute und der Abstand zwischen zu verdampfenden Material und Träger betrug 2,5 mm.

3128.00b

Der durchschnittliche elektrische Widerstand der 3 erhaltenen Prüflinge betrug 15 Ohm/Flächenquadrat und die durchschnittliche Spekular-Durchlässigkeit für sichtbares Licht und für Licht des nahen infraroten Bereiches (400 bis 800 nm) betrug 74%,

Beispiel 7

Es wurde eine Vorrichtung verwendet, in der ein Gasstrom in einem begrenzten Kanal über eine erhitzte Haltevorrichtung geführt wurde die eine Mischung von SnCl- ( 99 Mol-%) und SnClF (1 Μοί-Λ) enthielt. Nachdem der Gasstrom die Haltevorrichtung passiert hatte wurde der Gasstrom mit den SnCL₂/SnClF-Dämpfen über eine Distanz von etwa 12,70 cm geführt, worauf er abgelenkt und auf einen aufgeheizten Natankalk-Glasträger geführt wurde, so daß sich auf diesem Glasträger eine Schicht aus dotiertem Zinnoxid abschied.

Eine Probe eines solchen mit einer Zinnoxidschicht beschichteten Glases wurde dadurch hergestellt, daß in der beschriebenen Vorrichtung der Träger mit dem zu verdampfenden Material auf eine Temperatur von 475⁰C und der Glasträger auf eine Temperatur von 55O⁰C gebracht wurden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffstromes betrug 3000 cm /Min. Die Abseheidungsdauer betrug 30 Sekunden. Die erhaltene Beschichtung hatte einen elektrischen Widerstand von 18 Ohm/Qüädrat, eine Dicke von 0,26 ym und eine durchschnittliche Spekular-Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Licht des nahen infraroten Bereiches (400 bis 800 nm) von 75 %.

Leerseite

Claims

Leitfähiges Element, Verfahren zur Herstellung desselben sowie Photozelle mit dem leitfähigen Element P atentansprüche

1.jLeitfähiges Element, dadurch gekennzeichnet, daß es praktisch trübungsfrei ist, einen Natronkalkglas träger mit einer darauf aufgetragenen Schicht aus polykristallinem SnO₂ und einem
Fluordotiermittel aufweist und eine Gesamtdurchlässigkeit für Strahlung von 400 bis 800 nm von mehr als 70 % sowie einem
elektrischen Widerstand von weniger als 30 Ohm/Flächenquadrat hat. ■

2, Leitfähiges Element nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Fluordotiermittel aus SnF₂ und/oder SnFCl.

3. Leitfähiges Element nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die auf den Träger aufgetragene Schicht eine Stärke von 1000 Ά* bis 10 000 8 hat.

Telefonische Auskünfte und *

Aufträge sind nur nach schritllicher Bestätigung verbindlich

4. Leitfähiges Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polykristalline SnO- parallel zur Glasoberfläche orientierte (200)- und (100)-Ebenen, aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Elements nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Natronkalkglasträger in Gegenwart von einem oder mehreren SnCl-- und Fluordotiermittel-Lieferanten auf eine Temperatur von mindestens 45O⁰C erhitzt, wobei man die Erhitzung in einer Sauerstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 15 Volumen-% durchführt und die SnCl₂- und Fluodotiermittel-Lieferanten auf eine Temperatur erhitzt, die hoch genug ist, um das SnCl- und das Dotiermittel auf den Träger aufzudampfen, jedoch unter 480 C liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die SnCl₂- und Dotiermittel-Lieferanten auf eine Temperatur von etwa 200 bis 400⁰C erhitzt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man einen SnCl₂-Lieferanten verwendet, der gleichzeitig der Lieferant für das Fluordotiermittel ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erhitzung in einem Glasbehälter durchführt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man überschüssige SnCl-- und Dotiermitteldämpfe vom Träger entfernt, bevor man die Erhitzung beendet.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dotiermittel SnF- oder SnFCl verwendet.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den oder die Lieferanten für das SnCl- und das Fluordotiermittel in einem Abstand vom Glasträger von etwa 2 bis etwa 10 mm anordnet.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den Glasträger auf eine Temperatur von 450 bis 6 3O⁰C erhitzt.

13. Photozelle mit aneinander anstoßenden oder benachbarten kristallinen Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein leitfähiges Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in Arbeitskontakt von geringer Impedanz mit mindestens einem Teil einer der Schichten aufweist.

14. Photozelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie erste und zweite, aneinander anstoßende oder benachbarte kristalline Schichten aufweist, die Cadmiumtellurid vom p-Typ bzw. Cadmiumsulfid vom η-Typ enthalten.

15. Photozelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluordotiermittel aus SnF^ und SnFCl ausgewählt ist.