DE955076C - Verfahren zur Herstellung von Trockengleichrichtern, insbesondere Selengleichtern,mit kuenstlichen Sperrschichten aus Isolierstoff - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Trockengleichrichtern, insbesondere Selengleichrichtern, mit künstlichen Sperrschichten aus Isolierstoff Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren. zur Herstellung von Trockengleichrichtern, insbesondere Selengleichrichtern, mit dem Ziel, dieses für die Serienfabrikätion zu vereinfachen, und schließt auch die Fertigung möglichst dünner, also folienartiger Gleichrichterelemente ein.
• Ein vielfach übliches Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern besteht darin, auf die Grundelektrode einte Selenschicht und nach deren Formierung auf diese die Deckelektrode aufzubringen. Um die Haftung und damit den elektrischen Kontakt des Selens an der Grundelektrode zu verbessern, hat man diese mit einem Nickelüberzug versehen, und' es. ist auch schon vorgeschlagen worden, durch Wachsenlassen einer Oxydschickt auf einer Trägerelektrode aus Aluminium die dünne Nickelschicht mit dem darüberliegenden Schichtenaufbau zur Ablösung zu bringen, um auf diese Weise einen folienartigen Gleichrichter zu erhalten.
• Es erscheint kaum notwendig, auf die zahlreichen Anweisungen einzugehen, die man zur Verbesserung der Leitfähigkeit des Selens, zur Förderung der Sperrschichtbildung und zur Verhinderung des Alterns bei diesen Geräten gemacht hat, da sie veröffentlicht sind und somit ihre Verwendung im Rahmen der nachstehend beschriebenen. Erfindung liegt.
• Besonders hervorzuheben ist jedoch die Tatsache, daß man clie Sperrschicht auch durch Lackieren, also durch Überziehen der Selenschicht mit einem dünnen Lacküberzug herstellen kann, ein, Verfahren, das sich in der Praxis bewährt hat. Hierzu wird z. B. eine Lösung von Polystyrol in Benzol benutzt. Auch hat man schon eine Flüssigkeit verwendet, die neben der Bildung der künstlichen Sperrschicht ein Anlösen der Selenoberfläche bewirkt, um eine einwandfreie Benetzung und damit eine gleichmäßige Lacksperrschicht zu erhalten.
• Schließlich sind, auch dies muß noch erwähnt werden., sogenannte Leitlacke bekannt, d. h.. lackartige oder ähnliche Suspensionen metallischer Teilchen, die bisher verschiedentlich zur Kontaktherstellung benutzt wurden.
• Es ist weiter vorgeschlagen, worden, die Grund-bzw. Deckelektrode von Trockengleichrichtern oder Photoelementen aus sogenannten leitenden Kunststoffen herzustellen. Diese Kunststoffe sind durch bestimmte leitfähigkeitserhöhende Zusätze leitfähig gemacht und können daher in gewissem Sinne leitende Metallteile, wie z. B. die Elektroden eines Trockengleichrichters, ersetzen.
• Die Erfindung knüpft an diese Erkenntnisse an und hat ein Verfahren zur Herstellung von Tröckengleichrichtern, Photoelementen od. dgl. mit künstlichen Sperrschichten aus Isolierstoff zum Gegenstand, bei dem die Elektrode an der künstlichen Sperrschicht aus einer Suspension von Metallteilchen in einem isolierenden Suspensionsmittel derart hergestellt wird, daß das isolierende Suspensionsmittel mindestens, teilweise auf der Halbleiterschicht als künstliche Sperrschicht zurückbleibt und die suspendierten Metallteilchen z. B. durch Anwendung von elektrischen oder magnetischen Feldern so verteilt, ausgerichtet und/oder verbunden werden, daß sie als Elektrode auf der isolierenden Sperrschicht verbleiben.
• Auf diese Weise wird in einem einzigen Verfahrensschritt sowohl die künstliche Sperrschicht als auch die metallische Deckelektrode erhalten. Durch die Ausrichtung oder Verteilung der metallischen Teilchen in der Schicht durch Anwendung besonderer Maßnahmen wird gleichzeitig eine besonders günstige Ausbildung der metallischen Elektrode erreicht.
• Gemäß einer weiteren. Ausbildung des Erfindungsgedankens wird zusätzlich die Grundelektrode aus einer Suspension von Metallteilchen in einem isolierenden Suspensionsmittel hergestellt. Hierfür wird man vorzugsweise ein Suspensionsmittel verwenden, das den Formierungstemperaturen des Selens nicht nur gewachsen ist, sondern zweckmäßig während der Formierung aushärtet. Es kommen hierfür z. B. ofenhärtende Kunstharzlacke, z. B. die unter Verwendung von Resolen gewonnenen Phenolharzlacke, in Frage, die sich jedoch gleichermaßen zur Herstellung der mit der künstlichen Sperrschicht gleichzeitig erzeugten Deckelektrode gemäß der Erfindung verwenden lassen.
• Man kann auch daran. denken, die aus dem Leitlack hergestellte Grundelektrode vorzuhärten, was durch eine Wärmebehandlung oder auch durch Lufttrocknung geschehen kann, um so eine stabile Unterlage für das Aufbringen, z. B. Aufdampfen, der Selenschicht zu erhalten.
• In den Lackgrundstoff werden feine und/oder feinste Teilchen desjenigen Metalls bzw. derjenigen Metalle oder Stoffe eingebettet, die sich bisher im Gleichrichterbau als besonders günstig für die Elektrode erwiesen haben, also für die Grundelektrode vorzugsweise Eisen- und/oder Nickelpulver oder auch Legierungsteilchen, die zweckmäßig zusätzlich noch andere Bestandteile enthalten, von denen. insbesondere Wismut zu erwähnen ist. Auch wird man. die Zahl der suspendierten Teilchen groß im Verhältnis zur Volumeinheit des Lackgrundstoffes wählen, so daß beim Auftragen des Leitlackes eine metallisch wirksame Oberfläche und ein möglichst guter innerer Kontakt zwischen den einzelnen Teilchen gewährleistet ist.
• Für die Herstellung der Deckelektrode ist man in der Wahl de Lackgrundstoffes wegen des Wegfalls der Formierung freier, sofern man nicht nach Aufbringung der Deckelektrode doch noch eine gewisse thermische Behandlung vornehmen will. In den Lackgrundstoff für die Deckelektrode, der z. B. aus in Benzol gelöstem Polystyrol oder aus Nitrocelluloselack, vorzugsweise mit Kampferzusatz, besteht, bettet man vorzugsweise Zinn.- und/ oder Cadmiumteilchen oder Legierungsteilchen beider Metalle mit eventuellen, Zusätzen von anderen Stoffen, wie z. B. Thallium, ein, und man wählt vorzugsweise eckige oder kantige Teilchen, um eine Art Vielspitzengleichrichter zu erzeugen. Auch in diesem Falle ist der erzielte Erfolg von den Eigenschaften des Leitlackes abhängig.
• Durch geeignete Bemessung der Menge der suspendierten Teilchen und/oder die Art des Auftragens des Lackes hat man es z. B. in der Hand, die Stärke der Lacksperrschicht zu beeinflussen, die mit der Herstellung der Deckelektrode entstehen soll.
• Im Sinne der Erfindung liegt es auch, bei der Herstellung des Gleichrichters die Lackgrundelektrode zunächst auf eine stabile Trägerplatte aufzustreichen oder in irgendeiner anderen Weise aufzutragen, z. B. aufzuspritzen. Nach vollendetem Aufbau des Gleichrichters wird man diesen dann von der Grundplatte ablösen, was z. B. dadurch begünstigt werden kann, daß für die vorübergehend benutzte Trägerplatte und die Lackgrundelektrode :Materialien gewählt werden, deren Temperaturkoeffizienten der Ausdehnung sehr voneinander verschieden sind, so daß bei Temperaturänderung, insbesondere Abkühlung, von selbst ein Abplatzen eintritt. Es ist auch möglich, hierzu sogenannte Trennlacke zu verwenden. Die Erfindung ermöglicht also die Herstellung folienartiger Gleichrichterelemente, und man kann, sogar daran denken, diese Methode zu einer Art Gießverfahren nach Art der bekannten Fabrikation photographischer Filme auszubauen.
• Der Leitlack für die Deckelektrode kann in Weiterbildung der Erfindung auch so ausgewählt bzw. zusammengesetzt werden, daß er aus der Oberflächenschicht des Selens gewisse in ihm enthaltene Zusätze, insbesondere Halogene, herauslöst, um dadurch die Entstehung einer wirksamen Sperrschicht zu fördern. Solche Zusätze sind z. B. Dialkylverbindungen, vorzugsweise Oxyäther und Thioäther, wie sie für diesen Zweck an sich ber kanntgeworden sind.
• Gemäß der Erfindung wird der Leitlack, bei dem der Grundstoff auch thermoplastischer Natur sein kann, irgendwelchen elektrischen und/oder magnetischen oder mechanischen Einwirkungen, insbesondere Feldern, ausgesetzt, um z. B. bei Verwendung nadelförmiger metallischer Teilchen eine bestimmte Ausrichtung und/oder eine innige elektrische Verbindung der Teilchen untereinander zu erzielen. Vorzugsweise erfolgt diese. Beinflussung nach dem Auftragen des Lackes auf die Selenschicht.
• Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten und Angaben beschränkt, von denen oben gesprochen wird, sondern erstreckt sich auf alle Möglichkeiten, die den gezeigten Lösungen ähnlich sind, sich durch fachmännische Überlegungen ohne weiteres oder durch Kombination verschiedener Einzelmaßnahmen ergeben.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Trockengleichrichtern, insbesondere Selengleichrichtern, Photoelementen od. dgl. mit künstlichere Sperrschichten aus Isolierstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode an der künstlichen Sperrschicht aus einer Suspension von Metallteilchen in einem isolierenden Suspensionsmittel derart hergestellt wird, daß das isolierende Suspensionsmittel mindestens teilweise auf der Halbleiterschicht als künstliche Sperrschicht zurückbleibt und die suspendierten Metallteilchen z. B. durch Anwendung von elektrischen oder magnetischen Feldern so verteilt, ausgerichtet und/oder verbunden werden, daß sie als Elektrode auf der isolierenden Sperrschicht verbleiben.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Elektrode vorgesehene Suspension zur Förderung der Sperrschichtbildung mit an sich bekannten Zusätzen, wie z. B. Thallium, versehen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension. mit das Selen anlösenden Bestandteilen versetzt wird oder nur Baus solchen bestehend hergestellt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Suspension, eine Halogenverarmung der Selenoberfläche bewirkende Bestandteile zugesetzt werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Suspensionsmittel verwendet wird, das ofenhärtend ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelektrode ebenfalls aus einer Suspension von Metallteilchen in einem isolierenden Suspensionsmittel hergestellt und vorübergehend auf eine Trägerplatte aufgetragen wird, deren Temperaturkoeffizient der Ausdehnung zu dem der erhärtenden Grundelektrode so bemessen wird; daß ein Ablösen des Schichtenaufbaues nach der Erhärtung bzw. Abkühlung eintritt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Gleichrichterelemente usw. auf dem Wege der bekannten Filmgießverfahren oder in Anlehnung an diese vorgenommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 242 94q., 254 390 157 167; deutsche Patentschrift Nr. 643 447; Electronics, Oct. 1949, S. 96 bis 99.