DE724288C

DE724288C - Process for the preservation of photoelectric cells which contain crystalline layers

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Publication number: DE724288C
Application number: DEF81396D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-07-04
Filing date: 1936-07-05
Publication date: 1942-08-22

Description

Verfahren zur Haltbarmachung von lichtelektrischen Zellen, welche kristalline Schichten enthalten Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung, im besonderen auf die Haltbarmachung, d. h. Erhöhung der Dauerhaftigkeit und Zuverlässigkeit lichtelektrischer Zellen, welche als lichtelektrischen Stoff kristalline Schichten besitzen.Process for the preservation of photoelectric cells, which Containing crystalline layers The invention relates to an improvement, in particular on preservation, d. H. Increase in durability and reliability photoelectric cells, which as photoelectric substance are crystalline layers own.

Bei der Herstellung solcher kristallinen Schichten, z. B. der Erzeugung von kristallinen Selenschichten,. entstehen durch Temperatureinflüsse unter Umständen lange Zeit nach der Herstellung wahrscheinlich infolge Kontraktion und Verlagerung einzelner Kristalle im besonderen an der Randzone der kristallinen Schichten molekular feine, oft auch mit dem Mikroskop nicht erkennbare Risse und Öffnungen, in die bei Lagerung und Benutzung der Zellen in feuchter Luft Feuchtigkeit eindringen kann.In the production of such crystalline layers, e.g. B. Generation of crystalline selenium layers. may be caused by temperature influences a long time after manufacture, probably due to contraction and displacement individual crystals in particular at the edge zone of the crystalline layers molecular fine cracks and openings, often invisible even with the microscope, in the Storage and use of the cells in humid air allows moisture to penetrate.

Diese geringen Feuchtigkeitsmengen geben wahrscheinlich infolge der hohen Kontaktspannung der kristallinen Stoffe gegenüber den auf beiden Seiten der kristallinen Schichten angebrachten metallischen Elektroden Veranlassung zu :elektrolytischen Vorgängen, die einen Transport von Metall durch die Kristallschicht hindurch bewirken. Als unmittelbare Folge hiervon entstehen zwischen den Metallelektroden Nebenschlüsse, die, selbst, wenn sie mehrere tausend Ohm betragen, doch einen schädlichen Nebenschlüß bilden und die Zelleistung daher stark herabsetzen. Es ist bereits früher vorgeschlagen worden, bei Selenschichtzellen die Oberfläche der Metallelektroden mit Schellack zu lackieren. Dies erfolgte offenbar, um eine Beschädigung der oberen Schicht zu verhindern, vielleicht auch in der Annahme, daß die Feuchtigkeit dann nicht in die Kristallschicht eindringen kann. Es ist hierbei jedoch nicht erkannt worden, daß bereits kleine Feuchtigkeitsmengen innerhalb der feinen Haarrisse während des Herstellungsvorgangs aufgenommen sein und zu den vorstehend beschriebenen störendeh Nebenschlüssen Veranlassung geben und daß verbleibende Hohlräume durch Kondensationsvorgänge sich später mit Flüssigkeit anfüllen können.These low levels of moisture are likely due to the high contact tension of the crystalline substances compared to those on both sides of the Crystalline layers attached metallic electrodes giving rise to: electrolytic Processes that cause metal to be transported through the crystal layer. As a direct consequence of this, shunts arise between the metal electrodes, which, even if they are several thousand ohms, are a harmful bypass and therefore greatly reduce cell performance. It has been suggested earlier the surface of the metal electrodes in selenium cells with shellac to paint. This was apparently done in order to damage the top layer too prevent, perhaps even on the assumption that the moisture then does not get into the Crystal layer can penetrate. However, it has not been recognized here that even small amounts of moisture within the fine hairline cracks during the manufacturing process be included and cause the disruptive shunts described above give and that remaining cavities due to condensation processes later with Fill with liquid.

Zur Haltbarmachung von lichtelektrischen Zellen, welche kristalline Schichten enthalten, z. B. von lichtelektrischen Selenschichtzellen, mittels dünnflüssiger Lack- oder Harzlösungen geringer Lichtabsorption wird erfindungsgemäß eine derartige Tränkung der kristallinen Schicht in einem geschlossenen Gefäß durch Auspumpen der Luft und darauf folgendes Einlassen der Tränkflüssigkeit vorgenommen, daß die Hohlräume zwischen den einzelnen Kristallen oder in der Schicht befindliche Risse oder Löcher ausgefüllt werden.For the preservation of photoelectric cells, which are crystalline Contain layers, e.g. B. of photoelectric selenium layer cells, by means of low viscosity According to the invention, lacquer or resin solutions of low light absorption are such Soak the crystalline layer in a closed vessel by pumping out the Air and then admitting the soaking liquid made that the cavities cracks or holes between the individual crystals or in the layer fill out.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei geeigneter Wahl eines gut isolierenden Durchtränkungsmittels für poröse kristalline Schichten und bei geeigneter Dünnflüssigkeit dieser Mittel ohne störende Vermin derung der lichtelektrischen Zelleistung eine erhebliche Verbesserung der Dauerhaftigkeit solcher Zellen erreicht wird, besonders füt solche, die in feuchter Luft oder gar in jväßrigen Flüssigkeiten angewendet werden sollen.The invention is based on the knowledge that with a suitable choice of one well insulating impregnating agent for porous crystalline layers and at suitable thin liquid this means without disruptive reduction the photoelectric cell performance greatly improves durability such cells is reached, especially for those in moist air or even to be used in aqueous fluids.

Bedingung für die Wirkung ist, daß im Gegensatz zu der früher empfohlenen oberflächlichen Lackierung ein Lack in sehr dünner Lösung angewendet wird und daß das Lösungsmittel, welches z. B. durch Erwärmung oder im Vakuum durch Verdampfung entfernt werden kann, die lichtempfindliche Eigenschaft der kristallinen Schicht nicht beeinträchtigt und daß der Lack die Hohlräume in der kristallinen Schicht durchdringt. Als Lacke eignen sich daher vorzugsweise die hochisolierenden, sich vollkommen lösenden, möglichst wenig Licht absorbierenden Stoffe, wie hellfarbige Harze, z. B. gebleichter Schellack, in außerordentlich verdünnten, zweckmäßig wasserfreien alkoholischen Lösungen, ferner z. B. weißes Dammarharz, in gereinigtem Benzol gelöst, oder Lacke auf Acetylcellulosebasis z. B. mit Aceton als Lösungsmittel. Letztere sind jedoch den zuerst erwähnten Harzlacken bereits unterlegen. Bei der Auswahl der Lacke ist große Sorgfalt notwendig, da erfahrungsgemäß die Lösungsmittel selbst Veranlassung von Nebenschlüssen innerhalb der kristallinen Schicht, insbesondere bei kristallinen Selenschichten, sein können. Als ungeeignet haben sich beispielsweise einige Lacke erwiesen, die Essigsäure als Lösungsmittel oder deren Lösungsmittel Verunreinigungen enthalten; z. B. hat sich bereits mangelhaft gereinigtes Benzol als wenig geeignetes Lösungsmittel erwiesen.Condition for the effect is that in contrast to the earlier recommended superficial varnish a varnish is applied in a very thin solution and that the solvent which z. B. by heating or in a vacuum by evaporation can be removed, the photosensitive property of the crystalline layer and that the lacquer does not affect the voids in the crystalline layer penetrates. The highly insulating varnishes are therefore preferably suitable as varnishes Completely dissolving substances that absorb as little light as possible, such as light-colored substances Resins e.g. B. bleached shellac, in extremely dilute, appropriately anhydrous alcoholic solutions, further z. B. white dammar resin, dissolved in purified benzene, or lacquers based on acetyl cellulose e.g. B. with acetone as a solvent. Latter however, are already inferior to the resin varnishes mentioned first. In selecting Great care is required with the paints, as experience has shown that the solvents themselves Inducing shunts within the crystalline layer, in particular in crystalline selenium layers. For example, they have proven to be unsuitable Some paints proved to use acetic acid as a solvent or its solvent Contain impurities; z. B. already has insufficiently purified benzene proved to be an unsuitable solvent.

Die Behandlung der lichtelektrischen Zellen bzw. der Kristallschichten erfolgt am besten nach Fertigstellung der Zelle, d. h. nach Aufbringung der Metallelektroden. Die Zellen besitzen bekanntlich mindestens auf einer Seite eine oder mehrere lichtdurchlässige, sehr (lünne Metallschichten. Selbstverständlich ist auch bei der Anwendung der Lacke darauf zu achten, daß diese die gewählten Metallschichten nicht angreifen, und da die Schichten oft nur wenige Moleküllagen dick sind, so genügen oft schon außergewöhnlich geringe Säurereste in dem Lacklösungsmittel, um die lichtelektrische Wirkung der Zellen infolge Veränderung der molekularen Schichten nach kurzer Zeit zu beeinträchtigen. Als vorteilhaft haben sich auch in dieser Hinsicht z. B. stark verdünnte Auflösungen von D.ammarharz in reinstem Benzol ergeben.The treatment of the photoelectric cells or the crystal layers is best done after completion of the cell, i. H. after applying the metal electrodes. It is known that the cells have one or more translucent, very (thin metal layers. It goes without saying that the varnish is also used to ensure that these do not attack the selected metal layers, and there the layers are often only a few molecular layers thick, so often extraordinarily sufficient low acid residues in the paint solvent to reduce the photoelectric effect of the Impairing cells after a short period of time as a result of changes in the molecular layers. As advantageous in this regard, for. B. very dilute resolutions from D.ammarharz in the purest benzene.

Die Wirkung der Tränkung wird bei richtiger Wahl des Tränkmittels noch gesteigert, wenn nach Bedeckung der Zellen mit der Tränkflüssigkeit an Stelle des Atmosphärendruckes ein weiterer zusätzlicher Druck auf die Oberfläche der Tränkflüssigkeit wirkt. Es hat sich ergeben, daß bei diesem Tränkverfahren die Zelleistung nicht in störender Weise herabgesetzt wird. Es ergibt sich vielmehr z. B. für Selenschichtzellen eine kleine Steigerung der Leistung, die auf die bessere Isolation wie auch auf eine Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit der durchtränkten Schichten zurückzuführen sein dürfte. Die Empfindlichkeit " der Zellen gegen Feuchtigkeit wird so vermindert, daß sie ohne ein umschließendes lichtdurchlässiges Gehäuse, z. B. aus Glas, auch innerhalb von wäßrigen Flüssigkeiten benutzt werden können.The effect of the impregnation is with the correct choice of the impregnating agent still increased if after covering the cells with the soaking liquid in place the atmospheric pressure another additional pressure on the surface of the impregnation liquid works. It has been found that with this impregnation process, the cell performance is not is reduced in a disturbing manner. Rather, it arises z. B. for selenium layer cells a small increase in performance that is based on the better isolation as well due to an increase in the light transmission of the impregnated layers should be. The sensitivity "of the cells to moisture is so reduced, that they without an enclosing translucent housing, for. B. made of glass, too can be used within aqueous liquids.

Die beschriebenen Verfahren führen erfahrungsgemäß zu einer lichtelektrischen Zelle, die praktisch unbegrenzt haltbar ist, selbst wenn sie in tropischen Ländern oder sogar innerhalb einer wäßrigen Lösung benutzt wird.Experience has shown that the described methods lead to a photoelectric Cell that has a practically unlimited shelf life, even if it is in tropical countries or even used within an aqueous solution.

Erfindungsgemäß wird nach der erfolgten Durchtränkung zweckmäßig noch eine nachträgliche Lackierung der Kristallschicht in der üblichen Weise durch Eintauchen. Aufspritzen, Aufstreichen eines konzentrierteren Lackes als Schutzlackierung, vorzugsweise gegen mechanische Einflüsse, vorgenommen.According to the invention, it is expedient after the impregnation has taken place subsequent painting of the crystal layer in the usual way by immersion. Spraying on, painting on of a more concentrated lacquer than protective lacquer, preferably against mechanical influences.

Durch das erfindungsgemäße Tränkungsverfahren wird eine Verbesserung des Produktes, im besonderen der Lebensdauer, sowie eine Vergrößerung des Anwendungsgebietes lichtelektrischer Zellen mit kristallinen Schichten erreicht.The impregnation process according to the invention provides an improvement of the product, in particular the service life, as well as an increase in the area of application photoelectric cells with crystalline layers achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the preservation of photoelectric Cells containing crystalline layers, e.g. B. of photoelectric selenium layer cells, low light absorption by means of thin liquid lacquer or resin solutions, thereby characterized in that such an impregnation of the crystalline layer with a thin liquid insulating substance in a closed vessel by pumping out the air and then Letting in the soaking liquid is made that the cavities between the individual crystals or cracks or holes in the layer are filled will.

2. Modified method according to claim i, characterized in that the The surface of the cells is completely covered with the soaking liquid and then one Pressure is exposed.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that that after the Soak another coating of the crystal layer by dipping or spraying or brushing on a more concentrated varnish is made. q .. The method according to claim z to 3, characterized in that as an impregnating agent for a layered cell that has selenium as a crystalline layer, thin solutions of dammar resin e.g. B. can be used in purified benzene.