DE767648C

DE767648C - Photocell with vapor deposition cathode and light entry window

Info

Publication number: DE767648C
Application number: DEA87600D
Authority: DE
Inventors: August J Kling
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-09-18
Filing date: 1938-07-27
Publication date: 1953-03-02

Description

Photozelle mit Aufdampfkathode und Lichtentrittsfenster Die Erfindung betrifft lichtelektrische Zellen mit einer auf der Röhrenwand niedergeschlagenen Photokathode. Bei derartigen Zellen wird zuerst eire metallische Unterlage auf der Wandung der Röhre hergestellt, indem Silber aus, einer Kapsel oder Kugel verdampft wird, wobei sich der Dampf auf der Wand kondensiert. Dabei wird. eine- als. Lichteintrittsfenster dienende Stelle der Wand frei gelassen, und zwar durch Verwendung eines Schirms, welcher einen kreisförmigen Schatten wirft. Dieser Schirm fängt die sich geradlinig ausbreitenden Metalldampfteilchen ab, so daß das Fenster als. Schatten des Schirms vän der Metallkugel her erscheint. Auf die Metallunterlage wird alsdann lichtempfindliches Material gebracht. Die lichtempfindliche Schicht, die als Kathode dient, und der Schirm oder die Metallkugel, der (oder die) als Anode dient, sind. mit elektrischen Zuführungen versehen.Photocell with vapor deposition cathode and light entry window The invention relates to photoelectric cells with one deposited on the tube wall Photocathode. In such cells, a metallic base is first placed on the Wall of the tube made by evaporating silver from a capsule or sphere where the steam condenses on the wall. It will. one- as. Light entry window the serving part of the wall left free by using a screen, which casts a circular shadow. This umbrella catches the straight line spreading metal vapor particles, so that the window as. Shade of the screen vän the metal ball appears. Light-sensitive material then becomes on the metal base Material brought. The photosensitive layer that serves as the cathode and the Screen or the metal ball that serves as the anode. with electrical Provide feeders.

Kathoden, die in der oben beschriebenen Weise gänzlich oder zum Teil durch Verdampfen hergestellt sind, sollen im folgenden als Aufdamp:fkathoden bezeichnet «-erden. Bei der Herstellung von Photozellen mit Aufdampfkathoden und Lichteintrittsfenster nach dem beschriebenen Verfahren zeigte es sich. daß das Fenster des öfteren fleckig oder beschlagen und seine Berandung nicht wohldefiniert war. Diese verringerte Durchsichtigkeit rührt davon her, da.ß an den verschiedenen Stellen des Fensters sich Metallteilchen niederschlagen, die von dem Schirm nichf abgefangen worden sind. Nähere Untersuchungen ließen nun erkennen, daß dieser unerwünschte Niederschlag von der Reflexion von Teilchen durch gewisse Teile in der Röhre verursacht wurde, insbesondere durch die Heizdrähte, die zur Verdampfung des Metallkügelchens dienten. Diese Drähte nehmen infolge des Heizstroms eine so hohe Temperatur an, daß aufdampfende Metallteilchen sich auf ihnen nicht absetzen, sondern in einer Richtung senkrecht zur Drahtoberfläche reflektiert werden. Diese Richtung führt im allgemeinen auf das Fenster. Bei den bekannten Anordnungen ist nämlich wenigstens einer der Heizdrähte so angeordnet, daß er von dem verdampften Metall getroffen werden und es dann auf das Fenster senden kann.Cathodes in the manner described above in whole or in part are produced by evaporation are intended in the following as vapor deposition: cathodes denotes «-erden. In the manufacture of photocells with vapor deposition cathodes and It turned out to be a light entry window according to the method described. that the window often stained or fogged and its border was not well defined. This reduced transparency is due to the fact that there are various places Metal particles are deposited on the window that are not intercepted by the screen have been. Closer investigations have now shown that this is undesirable Precipitation caused by the reflection of particles by certain parts in the tube was, in particular by the heating wires, which are responsible for the evaporation of the metal ball served. As a result of the heating current, these wires take on such a high temperature, that vapor-deposited metal particles do not settle on them, but in one Direction perpendicular to the wire surface are reflected. That direction leads generally on the window. In the known arrangements is namely at least one of the heating wires is arranged so that it is hit by the vaporized metal and can then send it to the window.

Die Erfindung betrifft eine Photozelle mit einer auf der Röhrenwandung niedergeschlagene Aufdampfkathode und einem Lichteintrittsfenster, das durch die Wirkung eines Schirms frei gehalten ist, bei der dieser Nachteil vermieden ist. Erfindungsgemäß sind die Heizdrähte für die Erhitzung des aufzudampfenden Metalls so angebracht, daß sie auftreffende Metallteilchen in einer nicht zum Fenster führenden Richtung reflektieren.The invention relates to a photocell with one on the tube wall deposited vapor deposition cathode and a light entry window through the Effect of an umbrella is kept free, in which this disadvantage is avoided. According to the invention, the heating wires are used for heating the metal to be vapor-deposited attached in such a way that metal particles that strike it do not lead to the window Reflect direction.

Die Erfindung sei näher erläutert an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels.The invention will be explained in more detail with reference to that shown in the drawings Embodiment.

Abb. i zeigt eine Photozelle nach der Erfindung in Ansicht, teilweise im Schnitt; Abb. 2 gibt eine Ansicht der Elektrodenhalterung einer solchen Zelle mit den Elektroden und den Zuführungen wieder, und Abb.3 stellt einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie S-S in Abb. i dar.Fig. I shows a photocell according to the invention in view, partially on average; Fig. 2 gives a view of the electrode holder of such a cell with the electrodes and the leads again, and Fig.3 represents an enlarged Section along the line S-S in Fig. I.

In den Abbildungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Gegenstände beziehen, bedeutet i ein birnenförmiges Gefäß. welches einen Hals :2 engeren Querschnitts hat. In dem Hals ist der Quetschfuß 3 4-festigt, der im wesentlichen aus einem Glasstutzen von dreieckigem Querschnitt besteht, durch den drei Zuleitungsdrähte d., 5 und 6 geführt sind. Der Quetschfuß ist an dem unteren Ende; tellerförmig erweitert. Innerhalb der metallischen Kugel oder Kapsel 9 befindet sich ein gespulter Draht 8, dessen Enden io vertikal nach unten verlaufen und z. B. durch Punktschweißen mit den starren Zuleitungsdrähten 4 und 5 verbunden sind. l it denn Draht .I ist ferner ein starrer Metallarm i i verschweißt; sein oberes Ende trägt eine kreisförmige .1Ietallscheibe 12. Die Ebene dieser Scheibe liegt vorzugsweise parallel zu den vertikalen Ebenen, «-elche die Drähte io sowie .L und 5 enthalten. Die Scheibe ist in unmittelbarer Nähe der Metallkugel9 angebracht. Zwischen den oberen Enden der Leiter .4 und 5 und dem oberen Ende des Quetschfußes 3 ist eine verhältnismäßig große preisförmige Scheibe 13 aus Glimmer oder einem anderen Isolierstoff auf irgendeine der bekannten Arten an den Leitern befestigt.In the figures in which the same reference numbers refer to the same items, i denotes a pear-shaped vessel. which has a neck: 2 narrower cross-section. In the neck of the pinch foot 3 is 4-strengthened, which essentially consists of a glass socket of triangular cross-section, through which three lead wires d., 5 and 6 are passed. The pinch foot is at the lower end; plate-shaped expanded. Inside the metallic ball or capsule 9 there is a coiled wire 8, the ends of which extend vertically downward and z. B. are connected to the rigid lead wires 4 and 5 by spot welding. l it because wire .I is also a rigid metal arm ii welded; its upper end carries a circular metal disc 12. The plane of this disc is preferably parallel to the vertical planes which contain the wires 10 and L and 5. The disk is attached in the immediate vicinity of the metal ball9. Between the upper ends of the conductors .4 and 5 and the upper end of the pinch foot 3, a relatively large price-shaped disc 13 of mica or other insulating material is attached to the conductors in any of the known ways.

Das obere Ende des Leiters 6 befindet :ich unmittelbar über dem oberen Ende des Öuetschfußes 3. Es trägt einen federnden §treifen 14, vorzugsweise von rechteckigem Querschnitt, welcher sich von dem Quetschfuß aus schräg nach oben in der dargestellten Weise erstreckt. Der Streifen 1d endigt in einem gebogenen Teil, an dem ein kurzer dünner Streifen 15 aus Platin oder einem anderen Metall befestigt ist, das einfach mit Glas verschmolzen werden kann und vorzttgsweise den gleichen Wärmeausdehnungskoefiizienten wie das Glas hat.The top of the conductor 6 is located: i immediately above the top End of the Öuetschfußes 3. It carries a resilient §treifen 14, preferably from rectangular cross-section, which extends obliquely upwards from the pinch foot in the illustrated manner extends. The strip 1d ends in a curved part, to which a short thin strip 15 of platinum or other metal is attached that can easily be fused with glass and preferably the same Thermal expansion coefficients like the glass has.

Außer der Metallscheibe i-2 trägt der Draht d. noch eine Metallkapsel i6#, die an ilitn mittels eines gebogenen Drahts i; befestigt ist (Abh. i). In dieser Kapsel befindet sich eine Mischung, die beim Erhitzen Cäsium abgibt, z. B. Cäsiumchromat, Aluminium und Chromoaxvd. Die Kapsel besteht vorzugsweise aus einem dünnen Streifen. der um die Mischung herum gefaltet ist, so daß er einen Behälter bildet, welcher Öffnungen besitzt. durch die der Dampf entweichen kann.In addition to the metal disk i-2, the wire d carries. another metal capsule i6 # connected to ilitn by means of a bent wire i; is attached (Abh. i). In this Capsule contains a mixture that releases cesium when heated, e.g. B. cesium chromate, Aluminum and chromoaxvd. The capsule preferably consists of a thin strip. which is folded around the mixture to form a container which Has openings. through which the steam can escape.

Sind die beschriebenen Teile auf den Quetschfuß 3 montiert, werden sie in das Hauptgefäß eingesetzt und der Teller 7 in richtiger Lage mit dem Hals 2 verschmolzen. Es macht keine Schwierigkeiten. den Aufbau so zu führen, daß der Streifen 1d in das Gefäß gelangt. Die Höhe der Kugel 9 und der Scheibe 12 ist so gewählt, daß diese Teile sich schließlich in der geometrischen -Mitte der Birne i befinden. Der Streifen 1d. drückt alsdann gegen das Glas und hält den Platinzapfen 15 zwischen sich und dem Glas. Man geht nun mit der Flamme an das Gefäß, und zwar an die dem Zapfen entsprechende Stelle die von dem Streifen 14 ausgeübte Kraft genügt, um eine Verschmelzung des Zapfens mit dem Glas zu bewirken.If the parts described are mounted on the pinch foot 3, are put them in the main vessel and the plate 7 in the correct position with the neck 2 merged. It doesn't cause any trouble. to lead the structure so that the Strip 1d got into the jar. The height of the ball 9 and the disc 12 is like this chosen that these parts will eventually be in the geometric center of the pear i are located. The strip 1d. then press against the glass and hold the platinum plug 15 between you and the glass. You now go to the vessel with the flame, namely the force exerted by the strip 14 is sufficient at the point corresponding to the pin, to cause the pin to fuse with the glass.

jetzt ist die Röhre fertig zum Evakuieren. Hierzu dient der Pumpstutzen iS. der durch eine Öffnung i9 mit dem Innern des Gefäßes in 'Verhindung steht; sein unteres Ende ist mit der Pumpe verbunden. Nachdem ein genügendes Vakuum, z. B. o,oi ci, herbestellt ist, wird ein Strom durch den Heizdraht 8 geschickt, so, daß die Kugel 9 verdampft und nach allen Richtungen Metallteilchen aussendet. Diese Teilchen schlagen sich gleichmäßig auf der gesamten Gefäßwand nieder mit Ausnahme der Stelle 2o, die durch die Scheibe 12 abgeschirmt wird. Die Wirkung dieser Scheibe besteht offensichtlich darin, daß spie aus dem Dampfstrahl einen Kegel ausscheidet, dessen Spitze in der Kugel liegt. Dabei gelangt auch eine Metallschicht auf das Ende des Streifens 1q., so daß mit ihm eich vollkommener elektrischer Kontakt hergestellt wird. Die Scheibe 13 verhindert, daß sich Metalldampf am unteren Ende des Gefäßes i und auf der oberen Fläche des Stutzens 3 niederschlägt, wo er sonst einen Kurzschluß zwischen den Zuführungsdrähten herstellen würde.now the tube is ready for evacuation. The pump nozzle is used for this iS. which is in communication with the interior of the vessel through an opening 19; be lower end is connected to the pump. After a sufficient vacuum, e.g. B. o, oi ci, ordered is, a current is sent through the heating wire 8, so that the ball 9 evaporates and sends out metal particles in all directions. These particles are deposited evenly on the entire vessel wall with the exception the point 2o, which is shielded by the disk 12. The effect of this disc obviously consists in the spit forming a cone from the steam jet, whose tip lies in the ball. A metal layer also gets onto the End of the strip 1q., So that perfect electrical contact is made with it will. The disc 13 prevents metal vapor from settling at the lower end of the vessel i and is reflected on the upper surface of the nozzle 3, where it would otherwise short-circuit between the lead wires.

Darauf wird durch das. Röhrchen 18 Sauerstoff zur Oxydation des Silberniederschlags eingelassen, und schließlich wird eine Hochfrequenzspule um den Hals 2 gelegt, die die Kapsel 16 so. weit erhitzt, daß eine chemische Reaktion eintritt und das entstandene reine Cäsium sich verflüchtigt. Der Cäsiumdampf schlägt sich auf dem oxydierten Silber nieder und reagiert zum Teil mit dem Oxyd. Das verbleibende reine Cäsium kann in bekannter Weise abgepumpt oder absorbiert werden. Ein Querschnitt durch die Zelle entlang der Linie S-S (Abb. 3) läßt erkennen, daß der Platinzapfen unmittelbar auf dem Glas liegt und mit ihm verschmölzen ist, daß auf dem Platin 15 der Streifen 14 und daß darauf Silber und die aktive Schicht angebracht sind. Beim Anlegen einer Spannung an die Zuführungen q. und 6 und beim Auftreffen von Licht durch das Fenster 2o auf die Aufdampfkathode fließen Elektronen in Richtung auf die Kugel 9 und den Schirm 12.Oxygen is then passed through the tube 18 to oxidize the silver precipitate let in, and finally a high frequency coil is placed around the neck 2, the the capsule 16 so. heated so far that a chemical reaction occurs and the resulting pure cesium evaporates. The cesium vapor hits the oxidized one Silver and partly reacts with the oxide. The remaining pure cesium can be pumped out or absorbed in a known manner. A cross section through the cell along the line S-S (Fig. 3) reveals that the platinum cone is immediate lies on the glass and fuses with it that on the platinum 15 the strip 14 and that silver and the active layer are applied thereon. When creating a Voltage on the leads q. and 6 and when light strikes through the window 2o on the vapor deposition cathode electrons flow in the direction of the ball 9 and the Screen 12.

Wie bereits erwähnt, - wird das Fenster 2o vielfach fleckig. Sind nämlich die Zuführungsdrähte io für den Heizdraht 8 in ungünstiger Lage, so senden sie auftreffende Silberteilchen wegen; ihrer hohen Temperatur auch auf das Fenster. In Abb. 2 ist dargestellt, wie dieser Übelstand bei der Zelle nach der Erfindung vermieden wird." Die Leiter io sind zwischen der Kugel 9 und dem Schirm 12 derart angebracht, daß auftreffende Teilchen vom Fenster weg reflektiert werden. Die Flugrichtung eines Teilchens, welches die Kugel 9 verläß-t,. zunächst auf den heißen Draht io gelangt und schließlich von ihm reflektiert wird, ist durch die Pfeile a und b angedeutet. Diese von den Drähten reflektierten Teilchen vergrößern also lediglich die Zahl der Teilchen, die. die Röhrenwand direkt erreicht haben, und sind infolgedessen nicht unerwünscht.As already mentioned, - the window is stained many times over. Namely, if the supply wires io for the heating wire 8 are in an unfavorable position, they will send silver particles impinging on them because of; their high temperature also on the window. Fig. 2 shows how this inconvenience is avoided in the case of the cell according to the invention the ball 9 leaves, first reaches the hot wire and is finally reflected by it, is indicated by the arrows a and B. These particles reflected by the wires only increase the number of particles that directly hit the tube wall and are not undesirable as a result.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Photocell with a depressed on the tube wall A vapor deposition cathode and a light entry window, which is created by the effect of a. Umbrella is kept free, characterized in that the heating wires for heating of the metal to be vapor-deposited are attached so that they hit metal particles reflect in a direction away from the window.

2. Photocell according to claim i, characterized in that the heating wires between one of the to be vaporized Metal containing capsule and the screen are attached.

3. Photocell according to claim 2, characterized in that the heating wires run parallel to the plane of the screen. To delimit the subject matter of the invention from the state of the art, the appraisal procedure the following references have been considered: British Patent No. igo 2i8; U.S. Patent No. 1,843,728.