DE524911C

DE524911C - Method for producing a photoelectric coating on the inner surface of a photoelectric cell by distilling the photoelectric substance from a source outside the container onto the inner surface of the container

Info

Publication number: DE524911C
Application number: DEE36513D
Authority: DE
Original assignee: Electrical Research Products Inc
Current assignee: Electrical Research Products Inc
Priority date: 1927-04-06
Filing date: 1927-11-16
Publication date: 1931-05-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines lichtelektrischen Belages auf der Innenfläche einer lichtelektrischen Zelle.The invention relates to a method for producing a photoelectric coating on the Inner surface of a photoelectric cell.

Es ist bekannt, den lichtelektrischen Belag einer Zelle der obenerwähnten Art dadurch herzustellen, daß der lichtelektrische Stoff von einer außerhalb des Behälters vorhandenen Quelle auf die Innenfläche des Behälters destilliert wird. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß die Schicht aus lichtelektrischem Stoff eine ungleichmäßige Stärke erhält, wenn sie unmittelbar auf die Innenfläche der Zelle abgesetzt wird.It is known to produce the photoelectric coating of a cell of the type mentioned above by that the photoelectric material comes from a source external to the container is distilled onto the inner surface of the container. However, this method has the disadvantage on that the layer of photoelectric material is given an uneven thickness when it is deposited directly on the inner surface of the cell.

Der obenerwähnte Nachteil wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch beseitigt, daß der auf die Innenfläche des Behälters destillierte lichtelektrische Stoff von dieser Innenfläche aus auf eine kühl- und heizbare Fläche im Innern des Behälters hinüber- und sodann von dieser Fläche auf die Innenfläche des Behälters zurückdestilliert wird.The above-mentioned disadvantage is eliminated according to the present invention in that the Photoelectric material distilled onto the inner surface of the container from that inner surface over onto a coolable and heatable surface inside the container and then from it Area is distilled back to the inner surface of the container.

Durch dieses Verfahren wird eine vollständig gleichmäßige Schicht aus lichtelektrischem Stoff auf die Innenfläche der Zelle abgelagert. Die Erfindung ist besonders wichtig bei der Herstellung von großen photoelektrischen Zellen, wie sie für Fernsehzwecke benutzt werden, weil es gerade b3i Zellen dieser Art sehr wichtig ist, daß der innere Belag eine vollständig gleichmäßige Stärke hat.This process creates a completely uniform layer of photoelectric material deposited on the inner surface of the cell. The invention is particularly important in manufacture of large photoelectric cells, such as those used for television purposes, because b3i cells of this type are very important is that the inner coating has a completely uniform thickness.

Zweckmäßig wird nach Fertigstellung der Zelle zuj Herstellung des Fensters ein kleiner Abschnitt der Behälterwand bis auf eine Temperatur dicht oberhalb des Schmelzpunktes des lichtelektrischen Materials erhitzt, und die Zelle wird während dieser Behandlung in einer solchen Stellung gehalten, daß das geschmolzene Material auf den untenliegenden Belag zurückfließt. After the cell has been completed, a smaller window is expediently used for the production of the window Section of the container wall up to a temperature just above the melting point of the photoelectric material is heated, and the cell is in such a treatment during this treatment Maintained position that the molten material flows back onto the underlying coating.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing.

Abb. ι zeigt die Anordnung für die Ausführung der ersten Behandlungsstufen bei der Bildung der lichtempfindlichen Schicht.Fig. Ι shows the arrangement for the execution of the first treatment stages in the Formation of the photosensitive layer.

Abb. 2 zeigt die Anordnung für die Ausführung der letzten Behandlungsstufen bzw. für die Übertragung des Belages auf die Innenfläche der Zelle.Fig. 2 shows the arrangement for the execution of the last treatment stages or for transferring the coating to the inner surface of the cell.

Abb. 3 stellt eine lichtempfindliche Zelle nach dem Verfahren gemäß der Erfindung dar. Teile der Außenwand sind entfernt, um das Innere der Einrichtung zu zeigen.Fig. 3 shows a photosensitive cell according to the method according to the invention. Parts the outside wall are removed to show the inside of the facility.

Bei dem genannten, bisher üblichen Herstellungsverfahren wird der Druck im Zellen-In the previously mentioned manufacturing process, the pressure in the cell

gefäß so niedrig gehalten, daß die mittlere freie Weglänge der Moleküle im Verhältnis zu den linearen Abmessungen der Zelle groß ist; beim Eindestillieren des lichtelektrischen Stoffes werden sich dann die eintretenden Dämpfe in der Einströmungsrichtung weiterbewegen, bis sie gegen die gegenüberliegende kühlere Wand anschlagen, wo ein großer Teil des Dampfes durch Kondensation sich verdichtet und sich niederschlägt.vessel kept so low that the mean free path of the molecules in relation to the linear Dimensions of the cell is large; when distilling the photoelectric substance the incoming vapors then move in the direction of flow until they counter hit the opposite cooler wall, where a large part of the vapor is due to condensation condenses and precipitates.

ίο Die Eintrittsöffnung für den Dampf wird darauf geschlossen und durch geeignetes Erwärmen des beschlagenen Teils und Kühlen des beschlagfreien Teils der Zellenwand der Niederschlag auf die gewünschten Stellen hinüberdestilliert.ίο The inlet opening for the steam is on it closed and by suitable heating of the misted part and cooling of the non-misting one Part of the cell wall, the precipitate is distilled over to the desired locations.

Dies Verfahren bewährte sich zwar bei Zellen von verhältnismäßig kleinem Volumen; es erwies sich aber als unmöglich, nach diesem Verfahren große Zellen herzustellen, deren Volumen ein Vielfaches des Volumens der bisher üblichen beträgt; solche Zellen sind jedoch besonders für die Zwecke des Fernsehens erwünscht. Zumal bei rohrförmigen großen Zellen gelang es nicht, die Innenfläche des Zylinders mit einer ununterbrochenen, gleichmäßig undurchsichtigen Schicht aus einem lichtempfindlichen Material zu versehen. Das Mißlingen dieser Versuche ist wahrscheinlich auf die Größe der Zelle oder die Form derselben oder auf beide diese Kennzeichen zurückzuführen. Es wurde nun gefunden, daß eine gleichmäßige Schicht auch bei diesen Zellen dadurch erzielt werden kann, daß der lichtelektrische Stoff von der Innenfläche aus zunächst auf eine kühl- und heizbare Fläche hinüber- und sodann von dieser Fläche wieder auf die Innenwand zurückdestilliert wird. Diese Hilfseinrichtung wird zweckmäßig längs der Großachse der Röhre angebracht und dann als Anodenträger verwendet. Gemäß Abb. 1 besteht die photoelektrische Zelle aus einem zylindrischen Behälter 10 aus Glas o. dgl., dessen nach innen gerichteter hohler Stiel 11 in der Mitte des Behälters liegt und sich fast bis zu dessen Boden erstreckt. Behälter und Stiel sind vorzugsweise aus Pyrexglas hergestellt, weil dieses Material während der Destillation von Kalium nicht beeinflußt wird. Die Anode 12 aus Draht ist in Schraubenwindungen um den Stiel 11 gelegt, wobei benachbarte Windungen mittels des Drahtes 13This method has proven itself in the case of cells of relatively small volume; but it turned out to be impossible to produce large cells, their volume, by this method is a multiple of the volume that has been customary up to now; however, such cells are special desirable for television purposes. It was particularly successful with tubular large cells not, the inner surface of the cylinder with an uninterrupted, uniformly opaque To provide a layer of a photosensitive material. The failure of these attempts is likely to be due to the size of the cell or the shape of the same or both attributed to these characteristics. It has now been found that a uniform layer can also be achieved in these cells that the photoelectric substance of the Inner surface from first over to a coolable and heatable surface and then from this Area is distilled back onto the inner wall. This auxiliary device will expediently attached along the major axis of the tube and then used as an anode support. According to Fig. 1, the photoelectric cell consists of a cylindrical container 10 Glass or the like, the inwardly directed hollow stem 11 of which lies in the center of the container and extends almost to the bottom. The container and stem are preferably made of Pyrex glass manufactured because this material does not affect potassium during distillation will. The anode 12 made of wire is laid in helical turns around the stem 11, with adjacent Turns by means of the wire 13

go kurzgeschlossen werden; ihr eines Ende ist in der Nähe des Stieles 11 durch die Glaswand geführt und bildet den Zuleitungsdraht der Anode. Ein zweiter Zuleitungsdraht 14 ist in der Seitenwand des Behälters eingeschmolzen; sein inneres Ende ist umgebogen, so daß es auf der Innenseite des Behälters aufliegt. Die Innenfläche des Behälters wird dann in der noch zu beschreibenden Weise mit dem Belag aus lichtelektrischem Material als Kathode versehen.go to be shorted; her one end is in passed near the stem 11 through the glass wall and forms the lead wire of the Anode. A second lead wire 14 is fused in the side wall of the container; its inner end is bent so that it rests on the inside of the container. the The inner surface of the container is then covered with the covering in the manner still to be described photoelectric material provided as a cathode.

Die Vorteile dieser Anordnung bestehen einerseits in ihrer Widerstandsfähigkeit, indem Verzerrungen infolge von Schwingungen der Anode nicht entstehen können, andererseits darin, daß die schraubenförmige Anode auf dem durchsichtigen Träger kein merkbares Hindernis für die Lichtstrahlen bildet; auch ist die Kapazitanz der Zelle minimal.The advantages of this arrangement consist on the one hand in its resilience by removing distortions can not arise due to vibrations of the anode, on the other hand in the fact that the helical anode on the transparent support is no noticeable obstacle to which forms rays of light; the capacitance of the cell is also minimal.

Zum Herstellen der Kathode wird zunächst die Zelle durch den Stutzen 15 mit einem Pumpensystem verbunden. Die Glasrohre 16, vorzugsweise aus Pyrexglas, ist (Abb. 1 und 2) an den Stellen 17 eingeengt, so daß eine Reihe von Kammern zwischen einem Gasbehälter o. dgl. (nicht gezeigt) und dem Innern des Behälters 10 entsteht. In der Mitte der Röhre 16 ist eine größere Kammer 18 vorhanden, die mit einem Behälter 19 in Verbindung steht, in welchem sich ein Stück Glasrohr 20 voll Kalium o. dgl. befindet. Dies wird beispielsweise mittels des Brenners 21 erhitzt, und das Alkalimetall destilliert dadurch in die Kammer 18 über, worauf es in üblicher Weise zwecks Reinigung von Kammer zu Kammer und schließlich in den Zylinder 10 hineindestilliert wird, und zwar in einer derart bemessenen Menge, daß nachträglich ein zusammenhängender, undurchsichtiger Belag auf der Innenfläche des Zylinders gebildet werden kann. Während dieser Behandlungsstufe wird der Behälter auf Zimmertemperatur gehalten. Diejenigen Stellen des Behälters 10, die den stärksten Niederschlag aufweisen, können mit einer Flamme behandelt werden; doch kann diese Behandlung auch nach beendeter Kondensation ausgeführt werden. Durch die Kondensation und Flammenbehandlung entsteht an verschiedenen Stellen der Zellenwand, des Stieles und der Elektrode 12 ein Niederschlag, wobei die größte Niederschlagmenge sich am Boden der Zelle bildet. Hierdurch ist die erste Destillationsstufe beendet.To produce the cathode, the cell is first through the nozzle 15 with a Connected to the pump system. The glass tubes 16, preferably made of Pyrex glass, is (Fig. 1 and 2) narrowed at the points 17, so that a row of chambers between a gas container or the like (not shown) and the interior of the container 10 is created. In the middle of the tube 16 there is a larger chamber 18, which with a container 19 is in communication, in which a piece of glass tube 20 is full Potassium o. The like. Is. This is heated for example by means of the burner 21, and that Alkali metal is thereby distilled into the chamber 18, whereupon it is used in the usual manner Chamber to chamber cleaning and finally distilled into cylinder 10 in such a measured amount that subsequently a coherent, opaque coating can be formed on the inner surface of the cylinder. While During this treatment stage, the container is kept at room temperature. Those bodies of the container 10, which have the heaviest precipitation, can be treated with a flame will; but this treatment can also be used after completed condensation. Through the condensation and flame treatment arises at various points on the cell wall, the stem and the electrode 12 a precipitate, with the largest amount of precipitate forming at the bottom of the cell. Through this the first distillation stage has ended.

Nun wird ein Kühlmittel, vorzugsweise flüssige Luft, in den hohlen Stiel 11 gegossen und die Oberfläche der Röhre beispielsweise mittels einer Flamme erhitzt. Das verdampfte Kalium kondensiert darauf auf der gekühlten Fläche des Stiels 11 und der Elektrode 12. Ist das gesamte Kalium hinüberdestilliert, so wird das Kühlmittel aus dem hohlen Stiel entfernt, so daß Behälter und Stiel, sich selbst überlassen, Zimmertemperatur annehmen. Dann wird ein doppelwandiges Gefäß 23 auf die Zelle geschoben und mit einer Kühlflüssigkeit 24, z. B. flüssiger Luft, gefüllt. Mit einem in den Stiel 11 eingesetzten Heizelement 25 wird der Belag 22 verdampft; er kondensiert sich dann auf der Innenfläche des Behälters 10. Das Heizelement 25 wird darauf aus dem Stiel gezogen und das Gefäß 23 entfernt.Now a coolant, preferably liquid air, is poured into the hollow handle 11 and the The surface of the tube is heated, for example, by means of a flame. The evaporated potassium condenses thereon on the cooled surface of the stem 11 and the electrode 12. Is the whole Potassium distilled over, so the coolant is removed from the hollow stem, so that Container and handle, left to their own devices, take to room temperature. Then a double-walled vessel 23 pushed onto the cell and filled with a cooling liquid 24, for. B. more fluid Air, filled. With one inserted into the handle 11 Heating element 25, the coating 22 is evaporated; it then condenses on the Inner surface of the container 10. The heating element 25 is then pulled out of the stem and the Vessel 23 removed.

Die nächste Arbeitsstufe ist die Entfernung eines Teiles des lichtempfindlichen Belages, um ein Fenster zu bilden. Bei der Herstellung der kleinen Zellen wurde dies dadurch ausgeführt,The next step is the removal of part of the photosensitive coating in order to to form a window. In making the small cells, this was done by

daß die betreffenden Stellen des Behälters mit einer Flamme behandelt wurden, bis der Belag an diesen Stellen verdampfte. Diese Dämpfe kondensierten darauf und bildeten einen zusätzlichen Belag auf dem übrigen Teil der Innenwandung. Ein solches Verfahren ist aber für den vorliegenden Fall nicht geeignet; denn dabei würde sich der Stiel mit einem störenden undurchsichtigen Belag bedecken, oder manthat the relevant parts of the container were treated with a flame until the coating evaporated in these places. These vapors condensed on it and formed an additional one Coating on the remaining part of the inner wall. However, such a method is not suitable for the present case; because the stem would cover itself with an annoying opaque coating, or you would

ίο müßte, um dies zu vermeiden, den Stiel während der Herstellung des Fensters erhitzen, was aber sehr unbequem ist, zumal bei einem im Verhältnis zur Gesamtfläche der Zellenwand großen Fenster.ίο would have to avoid the stalk while the manufacture of the window heat, but this is very inconvenient, especially with one in proportion large window to the total area of the cell wall.

Diese Schwierigkeiten werden zweckmäßig durch folgende Maßnahmen beseitigt:These difficulties are expediently eliminated by the following measures:

Die Zelle, die in senkrechter Stellung von der Pumpe getragen wird, wird nach Weichmachung des Stutzens 15 in eine waagerechte Lage gedreht. Darauf wird eine spitze Flamme in waagerechter Richtung dicht über dem oberen, waagerechten Teil der Zellenwand entlang geführt. Hierbei darf die Flamme nur so lange an einer Stelle gehalten werden, bis das Kalium schmilzt;The cell, which is supported by the pump in an upright position, is after plasticization of the nozzle 15 rotated into a horizontal position. Thereupon a pointed flame becomes horizontal Direction just above the upper, horizontal part of the cell wall along. Here, the flame may only be held in one place until the potassium melts;

25" eine Verdampfung des Metalls darf nicht stattfinden. Das geschmolzene Kalium fließt ein kurzes Stück an der Zellenwand herunter, worauf es erstarrt. Die Flamme wird darauf nach rechts und links geschwenkt und gleichzeitig gesenkt, bis das Fenster die erwünschte Größe erreicht hat. Das geschmolzene Kalium sammelt sich in der Form einer verdickten' Kruste an dem unteren Rand des Fensters. Das Fenster erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge und den halben Umfang der Zelle.25 "evaporation of the metal must not take place. The molten potassium flows a short distance down the cell wall, whereupon it freezes. The flame is then swiveled to the right and left and at the same time lowered until the window has reached the desired size. The molten potassium collects in the form of a 'thickened' crust at the bottom of the window. The window preferably extends over the entire length and half the circumference of the cell.

Die Zelle wird darauf in bekannter Weise fertiggestellt durch eine Glühentladung in Wasserstoff und Ersatz des Wasserstoffs durch ein neutrales Gas, beispielsweise Argon, Neon oder Helium; nach Abschmelzen der Rohrstutzen 15 und 16 ist die Zelle fertig und hat nun die in Abb. 3 gezeigte Form.The cell is then completed in a known manner by a glow discharge in Hydrogen and replacement of the hydrogen with a neutral gas, for example argon, neon or helium; After the pipe sockets 15 and 16 have melted, the cell is ready and has now the shape shown in Fig. 3.

Mittels des neuen Verfahrens ist es möglich, photoelektrische Zellen in Rohrform noch herzustellen bei einem Durchmesser von etwa 9,5 cm und einer Länge von 40,5 cm der Röhre. Die effektive lichtempfindliche Fläche einer solchen Zelle ist etwa ioomal so groß wie diejenige der gewöhnlichen Zellen mit einem Durchmesser von 4 cm.With the new process it is possible to produce photoelectric cells in tubular form with a diameter of about 9.5 cm and a length of 40.5 cm of the tube. The effective light-sensitive area of such a cell is about ten times as large as that of ordinary cells with a diameter of 4 cm.

Das neue Verfahren und die neue Bauart eignen sich zwar besonders für große zylindrische Zellen, doch können auch andere Zellenformen und ebenfalls auch kleine Zellen in derselben Weise hergestellt werden, z. B. auch kugelförmige und ringförmige.The new process and the new design are particularly suitable for large cylindrical Cells, but there can also be other cell shapes and also small cells in the same Way to be produced, e.g. B. also spherical and annular.

Claims

Patent claims:

1. Method of making a photoelectric Coating on the inner surface of a photoelectric cell by distillation of the photoelectric substance from one source present outside the container onto the inner surface of the container, thereby characterized in that the fabric from this inner surface to a coolable and heatable Surface (13) in the interior of the container over and then from this surface to the inner surface of the container is distilled back.

2. The method according to claim 1, characterized in that after completion of the Cell for making the window a small section of the container wall except for one Heated temperature just above the melting point of the photoelectric material and the cell is held in such a position during this treatment that the molten material flows back onto the underlying surface.

3. Photoelectric cell produced by the method according to claim 1 or 2, characterized in that the coolable and heatable part is a protruding into the container and is a hollow part provided with a heater.

4. Cell according to claim 3, characterized in that the hollow part serves as a carrier serves for the anode of the cell.

5. Cell according to claim 3 or 4, characterized in that the hollow part according to one inside turned inversion of the container.

6. Cell according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the anode is a is arranged on the hollow part spiral.

7. Cell according to claim 3 to 6, characterized in that the hollow part is tubular and practically in the axis of the tubular one Container is arranged.

1 sheet of drawings