DE688167C - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren ζμΓ Herstellung einer Photozelle, die
bei Belichtung selbst eine Spannung erzeugt und bei der eine Selenschicht als lichtelektri-S
scher Stoff zwischen einer Trägerelektrode und einer durchsichtigen Deckelektrode angeordnet
ist.
Der lichtelektrische Generatoreffekt wurde von Fritts 1885 bei einigen der von ihm
geschaffenen Widerstandszellen mit schichtenmäßigem Aufbau beobachtet. Trotz der weitgesteckten
Ziele, die Fritts sich von diesem Generatoreffekt versprach, hat sich seirre-Zelle
nicht bewährt und konnte keine teclrnische Verwendung finden. Die Bemühungen
Ul j an ins und anderer zur Verbesserung dieser Zelle brachten einen völligen Mißerfolg.
Die danach hergestellten Zellen, bei denen die Selenschicht zwischen zwei mit durchsichtigen
Platinspiegeln bedeckten Glasplatten in geschmolzenem Zustande eingebrächt und
hierauf formiert oder aber als Deckschicht ein dünnes, mit Platin bestäubtes Glasplättchen
auf die bereits formierte Selenschicht
»5 aufgebracht wurde, ergeben keinen Fortschritt
gegenüber den Frittschen Zellen.
Diese Mißerfolge dürften den Anlaß gegeben haben, daß in den Kreisen der Physiker
und Techniker ganz allgemein ein Vorurteil gegenüber Selen als Konstruktionsstoff für
Massenherstellung von lichtelektrischen Zellen entstand. Trotz dieser Vorurteile und
Schwierigkeiten ist es auf überraschend einfache Weise gelungen, ein Verfahren zur Herstellung
hochergiebiger Selenschichtgeneratorzellen für die Massenfabrikation zu schaffen.
Zunächst wird auf die Oberfläche der Trägerplatte das Sekn in an sich bekannter Weise
aufgeschmolzen und danach durch eine weitere Erhitzung formiert, d. h. in die kristalline
Modifikation übergeführt.
Auf diese mit kristallinem Selen bedeckte Trägerplatte wird nunmehr erfindungsgemäß
als lichtdurchlässige Deckelektrode ein leitendes Material in fein verteiltem Zustand
mit Hilfe eines Aufreibeverfahrens oder eines Aufpreßverfahrens oder eines derartigen Aufseijleuderverfahrens,
ζ. B. des Schoopschen Aufspritzverfahrens, auf die polykristalline Oberfläche des formierten Selens so aufgebracht,
daß das Material der Deckschicht mit dem Material der lichtempfindlichen Schicht
eine innige lückenlose Verbindung eingeht. Erfindungsgemäß wird diese innige Verbindung
mit allen Punkten der kristallinen Oberfläche bei geringem Übergangswiderstand hergestellt. Auf diese Weise ist die Entstehung
eines hohen Elektronenstromes gewährleistet, so daß die Photozelle wie ein galvanisches
Element als Stromquelle Verwendung finden kann.
Vermutlich ist der erfindungsgemäße Effekt der außerordentlich hohen Elektronenemission,
die man durch dieses Verfahren erhält,
so zu erklären, daß das Licht die Elektronen
im Selen auslöst und dabei in den obersten Atomschichten des Selens absorbiert wird
und dort «ine hohe Elektronenkonzentration erzeugt. Diese Elektronen können aus dem
Kristall nicht austreten, sondern werden nach • innen reflektiert, wenn nicht für eine die
Elektronen absorbierende Deckschicht gesorgt wird. Diese Absorption erfolgt durch die
ίο vollständige, mechanisch innige und lückenlose Einhüllung aller Oberflächenteile .(freie Kristallflächen).
Jede Lücke in der Einhüllung gibt Veranlassung, daß die Elektronen zunickreflektiert
werden, einen Gegenstrom bilden und somit den Effekt verkleinern/
Wie man im einzelnen den erfindungsgemäßen
Effekt erklären mag, stets erhält man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einen für technische Meßzwecke, z. B.
ao für Lichtstärkenbestimmung, ausreichenden Strom.
Es ist klar, daß die Temperatur für die Aufbringung der Deckschicht sich nach den
jeweils verwendeten Verfahren im einzelnen as richtet. So ist beispielsweise beim Schoopschen
Metallspritzverfahren die Temperatur so zu wählen, daß das Metall beim Auf schleudern
flüssig bzw. erweicht ist. Dadurch erhält man auch die notwendige innige Verbindung.
"Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens
wird diejenige Seite der Trägerelektrode, auf welche das Selen aufgebracht werden soll, vergrößert. Mit dieser Vergrößerung
wird eine feste Verbindung zwischen allen Punkten der Selenschicht und dem
Material der Trägereiektrode gewährleistet.
Diese Vergrößerung kann durch Aufrauhung oder eine ähnliche Bearbeitung dieser Elektrode,
z. B. Anbringung von Vertiefungen, starke Erhitzung u. dgl., erfolgen.
Als Stoff der Deckelektrode können in feiner Verteilung Metalle, wie Kalium,
'Metallsalze, Metalloide, z. B. Graphit oder Metallegierungen, Anwendung finden.
Besonders bewährt^hat sich ein Verfahren,
gemäß welchem die Deckelektrode aus mehreren nacheinander aufgebrachten Lagen aus
verschiedenen Stoffen hergestellt wird, z. B. aus einer unteren Lage aus Blei und einer
oberen Lage aus Kupfer.
Ferner hat sich bewährt, zwischen der Deckelektrode und der lichtempfindlichen
Substanzschicht einen jene Elektrode mit die; ser innig und lückenlos verbindenden, leitenden
und mechanisch gut haftenden Stoff an^· zuordnen, Dieser kann, aus einem fein verteilten Metall, z. B. Blei, oder aus einem
leitenden anderen Stoff, z. B. leitenden Lacken als Klebestoff, bestehen.
Der lichtempfindlichen Substanz kann eine geringe Menge von Metallen (Goldstaub),
Metallverbindungen, Metalloiden, z. B. Graphit, oder ein anderer im Verhältnis zu der
lichtempfindlichen Substanz gut leitender Stoff zugesetzt werden. Seine Anwendung
erfolgt zwecks Erzielung der für die einzelnen Anwendungsgebiete erwünschten Eigenschaften.
Die Zusätze können auch dazu dienen, die Haftfähigkeit 'der aufzubringenden
Deckschicht mit dem lichtempfindlichen Stoff zu erhöhen.
Die Beimengung erfolgt vorteilhaft in Staubform, und zwar in sehr geringen
Mengen.
Bei der sehr geringen Dicke der erfindungsgemäßen Deckelektrode besteht eine Schwierigkeit
für die Stromableitung von der Zelle insofern, als es nicht möglich ist, die Zuleitung,
wie es bisher meist gedacht war, mit der Deckelektrode durch Lötung oder Nietung
zu verbinden,. Auch ist es nicht möglich, die Deckelektrode bei ihrem Aufbringen, z. B.
durch Spritzen, mit einer Fahne zu versehen, an der die Zuleitung angebracht werden
könnte. Erfindungsgemäß wird daher die Stromableitung von der Deckschicht mittels
eines isoliert durch die Zellenschichten hindurchgeführten Bolzens hergestellt, der auf
der Oberfläche der Deckschicht Kontakt mit dieser macht.
Bei einer anderen Ausführung, bei welcher federnde Kontakte vorzugsweise auf dem
Rand der Deckschicht aufliegen, werden erfindUHgsgemäß
die Kontaktorgane an der Grundplatte der Zelle angeordnet. Das Kontaktorgan für die Deckschicht ist isoliert auf
der Grundplatte befestigt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß keinerlei Fassungen für
die Zelle erforderlich sind. >«"»
Ih den Abbildungen bezeichnet Abb. 1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen
Selenphotozelle, ά ist der leitende Träger, fr die Selenschicht, c die leitende, vom
Licht bestrahlte Oberschicht. Der Träger ist r°5
mit der Verschraubung d gut leitend verbunden, der den einen Pol der Zelle bildet. Der
Bolzen e ist mit der Oberschicht der Selenphotozelle
in inniger Berührung und führt durch eine große öffnung, so daß keine Be- »><>
ührung der übrigen Teile eintritt, durch die
Trägerschicht a.
In Abb. 2 ist die Draufsicht einer rechteckigen Zelle dargestellt, bei welcher die
Stromzuführung zu der Deckschicht nicht in US
der Mitte, sondern bei / erfolgt, während die
Stromzuführung zur Trägerschicht bei g bewirkt wird.
Außer der Verwendung für Meßzwecke kann die erfindungsgemäße Zelle mit Vorteil
in Verbindung mit Verstärkern benutzt werden. Hierbei ist es vorteilhaft, den nega-
Claims (9)
- tiven Pol einer Spannungsquelle an den Trägern der Selenschicht und den positiven Pol an die vom Licht getroffene Schicht unter Zwischenschaltung etwa.erforderlicher Widerstände zu legen. Ein Anwendungsgebiet ist z. B. das Abtasten von Lichttonschrift sowie die optische Kontrolle von Vorgängen aller Art.ίο Patentansprüche :i. Verfahren zur Herstellung einer Photozelle, die bei Belichtung selbst eine Spannung erzeugt und bei der eine Selen-schicht als lichtelektrischer. Stoff zwischen einer Trägerelektrode und einer durchsichtigen Deckelektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Trägerelektrode Selen aufgeschmolzen, hierauf durch eine weitere Erhitzung zwischen 100 und 220° das Selen formiert, d. h. in die kristalline Modifikation übergeführt, und nunmehr als lichtdurchlässige Deckelektrode ein leitendes Material in fein verteiltem Zustand mit Hilfe eines Aufreibeverfahrens oder eines Aufpreßverfahrens oder eines derartigen Aufschleuderverfahrens, z. B. des Schoopschen Aufspritzverfahrens, auf die polykristalline Oberfläche des lichtempfindlichen Selens so aufgebracht wird, daß das Material der Deckschicht mit dem Material der lichtempfindlichen Schicht eine innige, lückenlose Verbindung mit allen Punkten der kristallinen Oberfläche bei geringem Übergangswiderstand derart eingeht, daß bei Belichtung ohne Hilf sspannung eine erhebliche Steigerung der Leistung entsteht.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Seite der Trägerelektrode, auf welche das Material der Selenschicht aufgebracht werden soll,z. B. durch eine Aufrauhung oder Anbringung von Vertiefungen'oder durch starke Erhitzung vergrößert wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stoff der Deckelektrode in feiner Verteilung Metalle, wie Kalium, Metallsalze, Metalloide, z. B. Graphit, oder Metallegierungen angewendet werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelektrode aus mehreren nacheinander aufgebrachten Lagen aus verschiedenen Stoffen hergestellt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,' daß zwischen den Elektroden und der lichtempfindlichen Substanzschicht ein die Elektroden mit dieser innig und lückenlos verbindender, leitender und mechanisch gut haftender Stoff angeordnet wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis S> dadurch gekennzeichnet, daß der lichtempfindlichen Substanzschicht eine geringe Menge von Metallen, Metalloiden (Graphit) oder von anderen im Verhältnis zur lichtempfindlichen Substanz' gut leitenden Stoffen zugesetzt wird.
- 7. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch ι bis 6 hergestellte, selbst Spannung erzeugende Photozelle.
- 8. Photozelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromableitung von der Deckschicht mittels eines isoliert durch die Zellschichten hindurchgeführten Bolzens hergestellt ist.
- 9. Photozelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromableitung von der Deckschicht mittels unter Federdruck, vorzugsweise am Rande der Photozelle aufliegender Kontakte hergestellt ist, die auf der Grundplatte angeordnet sind.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
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