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Verfahren zur Herstellung von rasterartigen Elektroden auf einer isolierenden
Unterlage für lichtempfindliche Zellen Bei der Herstellung von Selenzellen ist die
Ausbildung der Elektroden von ausschlaggebender Bedeutung für die Güte der Zellen.
Man kann entweder auf einen elektrisch nicht leitenden Träger, wie Glas, die Elektroden
in Form von doppelgängigen Drahtwindungen aufwickeln und die Zwischenräume zwischen
den einzelnen Windungen dann mit Selen ausfüllen oder auch eine zusammenhängende
Metallfläche auf dem Glas erzeugen und nachträglich die mit dem Selen auszufüllenden
Stellen wieder entfernen. Es zeigt sich, daß man bei dem zweiten Verfahren bessere
Seienzellen erhält. Es sind auch verschiedene Ausbildungen dieses Verfahrens bekanntgeworden.
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Man hat zunächst versucht, aus der auf dem Glas durch Kathodenzerstäubung
oder Aufdämpfung erzeugten Metalihaut die mit dem Selenbelag zu versehenden Stellen
in Form von mäanderförmigen Linien herauszuritzen. Dies gelang jedoch nur unvollständig,
da die Metallschicht auf dem Glas festhaftet, so daß die Ränder der Elektroden meist
gezackt und die Glasoberfläche verletzt wurde. Außerdem weisen die fertigen Zellen
häufig Kurzschlüsse auf. Man ist daher vielfach dazu übergegangen, Rillen in den
Glaskörper unter Verwendung von Teilmaschinen einzuschneiden oder, chemisch
einzuätzen. Dabei hat man im letzteren Falle zunächst auf dem Glas eine Schutzschicht
aus weichem Material, z. B. Wachs, aufgebracht und in diese das auszuätzende Muster
eingraviert.. Man hat somit eine Schablone aus einem leicht zu behandelnden Material
gebildet und dieser Schablone entsprechend das Glas geätzt. Je nach den weiteren
Arbeitsgängen hat man entweder die den Elektroden oder die dem Selenbelag entsprechenden
Stellen in das Glas graviert. Beispielsweise hat man nach Entfernen der Schablone
die Rillen mit Graphit ausgefüllt und die Elektroden galvanoplastisch niedergeschlagen.
Durch Anwendung hoher Temperaturen wurde dann das Graphit wieder verbrannt. Oder
man hat die Rillen mit Gips ausgefüllt und nun eine Metallschicht gleichmäßig aufgebracht,
-,vorauf die Gipsunterlage wieder herausgelöst und das darüber befindliche Metall
entfernt wurde.
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Während nun bei der ersten Art der Aufbringung der Elektroden durch
Galvanisierung die nachfolgende Wärrnebehandlung
unter Umständen
für den Glaskörper nachteilig sein kann, ist es bei dem zweiten Verfahren nachteilig,
daß -das Selen in den Rillen.,, liegt und bei geringer Ungleichmäßigkeit d# Rillen
Verschiedenheiten im Widerstand d Zelle auftreten und daß es ferner bei der e@k-"i
forderlichen Feinheit der Unterteilung schwieriger ist, einen ununterbrochenen,
vielfach gewundenen Linienzug in der Schutzschicht herzustellen, als z. B. parallele
Striche in geringen Abständen zu ziehen.
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Während man also bei den bisherigen Methoden zur Herstellung von Elektrodenrastern
für lichtempfindliche Zellen entweder grob in sich feste Schablonen verwandte, die
nur ein ganz grobes Raster herzustellen gestatteten, oder bei der Verwendung von
dünnen Schablonen, z. B. aus Wachs, die Unterlage ätzte, um ein genügend starkes
Haftvermögen des Elektrodenmaterials zu erhalten, geht die Erfindung von der Erkenntnis
aus, daß: bei geeignetem Material das Haftvermögen des Schablonenmateria1s auf der
Unterlage erheblich kleiner ist als das des Elektrodenmaterials, und nutzt diesen
Unterschied aus, um ohne Verlust an Rasterfeinheit das Verfahren zur Herstellung
des Elektrodenrasters erheblich zu vereinfachen und somit zu vebilligen. Auf einen
elektrisch nicht leitenden- Körper wird gemäß der Erfindung eine Schicht aufgetragen
und in dieser, z..B. durch Gravieren ohne Verletzung der Oberfläche der Unterlage,
eine Schablone gebildet. Auf dem mit dieser Schablone versehenen Träger wird nun
. ohne weiteres das Elektrodenmaterial aufgebracht, worauf die Schablone wieder
entfernt wird.
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Die Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis,. daß es ganz unnötig
ist,. erst Rillen in das Glas einzuätzen oder zu schneiden und dann eine unter Umständen
hierzu benutzte Schablone wieder zu. entfernen, bevor die Elektroden aufgetragen
sind. Vielmehr wird unmittelbar unter Benutzung der ursprünglichen, Schablone die
Metallelektrode aufgebracht. Dadurch werden einige bei den bekannten Verfahren.
grundlegende und sehr schwierige Arbeitsgänge ausgeschaltet. Außerdem können auch
die nachfolgenden Arbeitsgänge bedeutend einfacher gestaltet werden. Auch gegenüber
de _m Verfahren, bei dem das Elektroderimaterial in Form einer Lösung mittels eines
Stempels oder einer Schablone aufgetragen und das Lösungsmittel wieder verdampft
wird, zeigt das Verfahren gemäß der Erfindung erhebliche Vorteile, da jenes Verfahren
öfter. wiederholt werden muß, damit ein genügend dickes Elektrodenraster entsteht,
und auch die Unterteilung und die Genauigkeit der Wiederholungen nicht weit gesteigert
werden kann, da die Schablone oder der Stempel jedesmal entfernt und wieder genau
an der ursprünglichen Stelle angebracht werden muß. Das Arbeiten mit einer Scha->blone
ist daher in diesem Fall besonders ,s wierig.
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`hin besonders einfaches Verfahren ergibt "sich nun, wenn man bei
der Herstellung der Schablone ein den nachher aufzutragenden Elektroden entsprechendes
Strichsystem von der Form ineinandergreifender Kämme aus der aufgetragenen Schutzschicht
ohne Verletzung der Oberfläche der Unterlage freilegt, hierauf das Metall durch
Kathodenzerstäubung aufträgt und dann die stehengebliebene Schutzschicht samt dem
darauf befindlichen Metall entfernt. Man ist jedoch bei der Art der Auftragung des
Metalls nicht an die Kathodenzerstäubung gebunden. Bei diesem Verfahren ist es vollkommen
unnötig, in den Träger einzuritzen, obwohl es, mehr zufällig, vorkommen kann, daß
beim Herstellen der Schablone auch der Träger angeritzt wird.
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Im folgenden wird das Verfahren gemäß der Erfindung in einer besonders
vorteilhaften Ausführungsform im Prinzip beschrieben.
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Auf einem Träger i nach Fig. i, der aus Glas, Quarz oder einem sonstiger.
elektrisch nicht leitenden Material sein kann, wird eine leicht entfernbare Masse
gleichmäßig aufgetragen. Es kommen Salzniederschläge, Sublimate von Elementen oder
Verbindungen, ferner Firnisse, Lacke und ähnliches in Frage. Besonders vorteilhaft
ist es, eine glatte Trägeroberfläche mit einer Rußschicht zu überziehen; die man
mittels rußender Flammen von Arnylazetat oder Petroläther erhalten kann. Aus der
Rußschicht 2 werden dann parallele Linien 3, q, durch Ausschaben freigelegt. Hierzu
kann eine Vorrichtung, die im Prinzip in Fig, 2 dargestellt ist, benutzt werden.
Eine Anzahl Nadeln 5, 6 verschiedener Länge sind einander abwechselnd an dem einen
Ende zusammengelötet oder in einem elastischen Träger 7 befestigt. Der so gebildete
Kamm wird unter einem gewissen Anstellwinkel und Druck auf der berußten Glasfläche
angesetzt, in Richtung der Linien 3, q. gezogen und bei entsprechender Länge der
Striche wieder abgehoben. Durch die Elastizität des Kammes wird hierbei ein Ecken
und Springen des Kammes vermieden.
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Darauf werden noch die Querlinien 8, 9 tierausgeschabt. Es entsteht
somit die in Fig. i dargestellte Zeichnung von kammartig ineinandergreifenden Linienzügen
auf der berußten Glasoberfläche. Der mit dieser Schablone versehene Träger wird
nun in einen evakuierbaren Raum gebracht, wo durch Kathodenzerstäubung. eine dünne
Metallschicht, z. B. eine Platinschicht, niedergeschlagen wird. Darauf wird die
Fläche mit Watte,
gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Äther, abgewischt,
und man erhält so einen mit den Elektroden io, ii versehenen Zellenträger gemäß
der Fig. 3.
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Das Verfahren der Erfindung übertrifft alle bekannten Verfahren an
Einfachheit und beansprucht auch viel weniger Zeit. Insbesondere hat es in der beschriebenen
Ausführungsform noch den besonderen Vorteil, daß der Zellenträger keinerlei mechanischer,
chemischer oder thermischer Behandlung ausgesetzt zu werden braucht, wie das bei
den sämtlichen bekannten Verfahren der Fall ist, und an seiner Oberfläche nicht
verletzt wird. Es besteht somit in der Wahl dieses Zellenträgers ein gewisser Spielraum.
Beispielsweise kann ein nur für bestimmte, z. B. infrarote Strahlen durchlässiges
Material verwendet werden, das unter Umständen durch Wärmebehandlung usw. seine
guten Eigenschaften verlieren könnte.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders auch zur Herstellung
von Metallrastern für Thalliumzellen geeignet.