DE610879C - Lichtelektrische, ohne Hilfsspannung arbeitende Zelle fuer intermittierende Beleuchtung - Google Patents

Description

• Lichtelektrische, ohne Hilfsspannung arbeitende Zelle für intermittierende Beleuchtung Die bisher in der Technik zur Verwendung gpkommenen lichtelektrischen Zellen beruhen auf zwei physikalischen Erscheinungen, dem äußeren lichtelektrischen Effekt und dem inneren Photoeffekt. Im ersten Fall treten entweder bei Belichtung einer Metallfläche Elektronen aus dieser in einen angrenzenden Gasraum oder in ein Hochvakuum über und ergeben meist unter dem Einfluß einer Hilfsspannung in einem an die Zelle angeschlossenen Stromkreis einen Photostrom (gasgefüllte bzw. Vakuumphotozelle), öder es springen bei Belichtung eines lichtelektrisch wirksamen Stoffes (z. B. Kupferoxydul, Selen usw.) die vom Licht ausgelösten Elektronen über eine zwischen der belichteten Fläche und der anliegenden Elektrode bestehende Sperrschicht und ergeben im angeschlossenen Stromkreis ohne Mitwirkung einer Hilfsspannung direkt einen Photostrom (Sperrschichtphotozellen). Im zweiten Fall, dem inneren Photoeffekt, löst dagegen das Licht im Innern eines lichtelektrisch wirksamen Stoffes Elektronen aus dem Atomverband, die dann die Leitfähigkeit des Stoffes erhöhen, so daß unterdem Einfluß einer angelegten elektrischen. Spannungsquelle bei Belichtung ein stärkerer Strom fließt als im Dunkelzustand (Selenzelle, Tallofidzelle).
• In letzter Zeit ist ein neuer lichtelektrischer Effekt, der Kristallphotoeffekt, bekanntgeworden, der darin besteht, daß bei Belichtung von Kristallen aus Kupferoxydul, Proustit usw. (H. D e m b e r , Physik. Zeit-Schrift 32 [.1931j S. 554.) die im Kristall lichtelektrisch ausgelösten Elektronen eine Verschiebung in Richtung des einfallenden Lichtes erfahren und in einem äußeren Stromkreis, der mittels sperrschichtfreier Elektroden an den Kristall angeschlossen ist, ohne sonstige Hilfsspannung einen Photostrom liefern. Die Verschiebung der Elektronen durch das Licht läßt sich so erklären, daß infolge der Absorption ein Abfall der Elektronenkonzentration in Richtung des einfallenden Lichtes eintritt, der -die Elektronen bei Abwesenheit jedes äußeren 'elektrischen Feldes in Richtung des Lichtes in Bewegung setzt. Es zeigt sich nun, daß dieser Kristallphoto@effekt auch bei vielen Stoffen auftritt, die nicht in Einzelkristallen vorliegen, sondern es genügt, wenn die betreffenden Stoffe in fein gepulverter Form mittels eines indifferenten Bindemittels auf einer Trägerplatte in dünner Schicht aufgetragen werden. Es findet dann bei Belichtung eine Verschiebung der ausgelösten Elektronen in den einzelnen Mikrokristallen statt.
• Hierauf beruht die erfindungsgemäße lichtelektrische Zelle. In der Fig. r ist die prinzipielle Anordnung der Zelle wiedergegeben. Auf einer Trägerplatte a, z. B. aus Metall, ist der lichtelektrisch wirksame Stoff b in dünner Schicht aufgetragen. c ist eine lichtdurchlässige Gegenelektrode, die durch eine dünne isolierende lichtdurchlässige Zwischenschicht von der Schicht b getrennt ist.
• _ Da der lichtelektrisch wirksame Stoff erfindungsgemäß von einer oder, was ebenfalls möglich ist, auch von der zweiten Elektrode, der Trägerplatte a, durch einen hochwertigen Isolator elektrisch getrennt ist, kann bei kontinuierlicher Belichtung ein Strom im äußeren an die Zelle angeschlossenen Stromkreis nicht fließen. Bei schwankender oder intermittierender Belichtung tritt dagegen ein Hinundherpendeln der lichtelektrisch freigemachten Elektronen ein, und durch diese pulsierende elektrische Ladung werden kapazitiv auf den Elektroden der Zelle Ladungen influenziert, die einen Röhrenverstärker steuern können, wenn die Zelle nach dem Schema der Fig. z an das Gitter und die Kathode der Eingangsröhre des Verstärkers angeschlossen ist. Da der Gleichstromwiderstand der Zelle unendlich hoch ist, ist eine derartige Anschaltung der Zelle ohne Zwischenschaltung eines Transformators ohne weiteres möglich. Die Bewegung der Elektronen geschieht ausschließlich durch die Wirkung -des Lichtes, ohne daß im Zellenkreis eine Hilfsspannung notwendig ist.
• Als lichtelektrisch wirksame Stoffe eignen sich z. B. Kupferoxydul, Selen in bestimmter Modifikation und ferner Oxyde, Sulfide und Halogenverbindungen dieser und anderer Metalle. Die maximale lichtelektrische Empfindlichkeit liegt dabei jeweils im Gebiet der größten Lichtabsorption der betreffenden Stoffe. Da nun diesle Stoffe bei der erfindungsgemäßen Zelle sich weder im Vakuum befinden, noch die lichtdurchlässige Elektrode fest auf ihnen angebracht ist, besteht die Möglichkeit, bei einer Zelle die lichtelektrisch wirksame Substanz auszuwechseln und damit die Zelle für verschiedene spektrale Empfindlichkeit einzurichten.
• Ein Ausführungsbeispiel einer Zelle gemäß der Erfindung zeigt die Fig. 3. In einem Ring a aus Isoliermaterial läßt sich von der einen Seite ein Metallring b einschrauben, der eine sehr dünne Glimmer- oder Glasscheibe c, die auf der dem Ring zugewandten Seite mit einer gut lichtdurchlässigen Metallhaut versehen ist, gegen den Ansatz d andrückt. Die Metallhaut auf der Scheibe steht in leibender Verbindung mit dem Ring b, und ihre Oberfläche wird durch die Glasscheiue e geschützt. Von der anderen Seite läßt sich gegen die dünne Isolierscheibe c die auf einer runden Metallplatte f aufgebrachte lichtempfindliche wirksame Schicht g mittels eines einschraubbaren Metallstückes h und darauf angebrachter Feder i anpressen. Oder der lichtelektrisch wirksame Stoff ist auf einer dünnen Glasscheibe aufgebracht und wird mit der Schicht gegen die Isolierscheibe c durch das :einschraubbare Metallstück h angedrückt. In diesem letzteren Fall ist der lichtelektrisch wirksame Stoff von beiden Zellenelektroden durch Glas isoliert. In dieser Form ist ein leichtes Auswechseln des lichtelektrisch wirksamen Stoffes möglich. Die Belichtung der Zelle erfolgt durch die öffnung des Ringes b. Die beiden an Ring b und Metallstück h angebrachten Stecker k1 und h2 dienen zum Anschluß der Zelle an Gitter und Kathode der Eingangsröhre eines Elektronenröhrenverstärkers.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Lichtelektrische, ohne Hilfsspannung arbeitende Zelle für intermittierende Beleuchtung, bestehend aus einem den inneren Photoeffekt zeigenden Stoff in dünner Schicht zwischen plattenförmigen Elektroden, von denen die bestrahlte lichtdurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtelektrisch wirksame Substanz von einer oder auch von beiden Elektroden durch einen hochwertigen Isolierstoff, wie Glas, Glimmer o. dgl., in "dünner Schicht getrennt ist.
2. 2. Lichtelektrische Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässige Elektrode aus einem dünnen lichtdurchlässigen Metallniederschlag auf der Vorderseite der isolierenden Zwischenschicht gebildet wird.
3. 3. Lichtelektrische Zelle nach Anspruch i und 2; dadurch gekennzeichnet, -daß der lichtelektrisch wirksame Stoff mit seiner Trägerplatte, z. B. einer dünnen Aasscheibe, auswechselbar angeordnet ist.