DE967323C - Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern, deren Deckelektrode Thallium in geringer Menge zugesetzt ist - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern, deren Deckelektrode Thallium in geringer Menge zugesetzt istInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern, deren Deckelektrode Thallium in geringer Menge zugesetzt ist Die Erfindung bezieht sich auf solche Selengleichrichter, bei denen auf einer Trägerelektrode aus einem oder mehreren Metallen der Eisengruppe, beispielsweise einer vernickelten Eisenplatte, oder einer Trägerelektrode aus Aluminium oder Leichtmetallegierungen die Selenhalbleiterschicht angeordnet ist und auf dieser die Deckelektrode, die aus Wismut oder einer eutektischen Metallegierung, z. B. aus Zinn und Cadmium oder Zink und Cadmium oder auch aus einer eutektischen Zinn-Cadmium-Wismut-Legierung bestehen kann, angeordnet ist, und wobei der Deckelektrodenwerkstoff gleichzeitig einen Thalliumzusatz in geringer Menge, etwa in der Größenordnung von o,I bis 0,3°/o, erhält, der jedoch auch niedriger, gegebenenfalls bis herab zu etwa o.oI % oder auch höher als die angegebene Größenordnung bemessen sein kann. Hierdurch ergibt sich bei der Herstellung von Selengleichrichtern der Vorzug, daß der Gleichrichter sich mit einem Sperrvermögen für eine wesentlich höhere Sperrspannung als sonst fertigen läßt und weiterhin beim elektrischen Formierungsvorgang nach dem Aufbringen der thalliumhaltigen Deckelektrode auf die thermisch umgewandelte Halbleiterschicht sich relativ kurze Behandlungszeiten erreichen lassen, ohne daß eine übermäßige Stromwärmeentwicklung beim Formierungsvorgang eintritt.
- Es hat sich ergeben, daß den angegebenen Vorteilen insofern Nachteile gegenüberstanden, daß Selengleichrichter mit einer Deckelektrode, deren Werkstoff mit einem Thalliumzusatz versehen war, sowohl bei länger dauernder unbelasteter Lagerung unter erhöhter Temperatur als auch im normalen Dauerbetrieb ein starkes Ansteigen des Durchlaßwiderstandes zeigten. Diese unter dem Namen »Alterung« auch sonst bei Sellengleichrichtern bekannten Erscheinungen, die im vorliegenden Falle offenbar auf ein Hineindiffundieren eines Teiles der in der Deckelektrode enthaltenen Thalliummenge in die Halbleiterschicht zurückzuführen sind, nach Möglichkeit zu kompensieren und unschädlich zu machen, ist der Zweck des Zusatzpatents. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß vor dem Aufbringen der Halbleiterschicht auf die Trägerelektrode dem Selen ein Stoff zugesetzt wird, der das aus der Deckelektrode in die Halbleiterschicht hineindiffundierte Thallium ganz oder teilweise chemisch zu binden vermag. Dieser das Thallium chemisch bindende Zusatzstoff kann eine sauerstoffhaltige Verbindung, beispielsweise Selendioxyd, sein. Statt dessen kann aber auch mit Vorteil ein Stoff gewählt werden, der an sich als Zusatz zum Gleichrichterselen zwecks Erhöhung der Leitfähigkeit der Selenschicht bekannt ist. Solche Stoffe sind beispielsweise die Halogene (z. B. Chlor), Selen-Halogen-Verbindungen (Selenchlorür oder Selenbromür) oder Gemische aus Selen und einer oder mehreren der genannten Selen-Halogen-Verbindungen.
- Durch die chemische Bindung wird das in die Halbleiterschicht hineindiffundierte Thallium neutralisiert und somit außer Stand gesetzt, im Selengleichrichter Alterungserscheinungen in störendem Umfange hervorzurufen.
- Es ist, wie bereits erwähnt, an sich bekannt, dem Selen vor dem Aufbringen der Halbleiterschicht auf die Trägerelektrode ein Halogen, z. B. Chlor, oder eine Selen-Halogen-Verbindung, z. B. Selenchlorür, oder auch ein Gemisch aus Selen und einer Selen-Halogen-Verbindung zuzusetzen, um dadurch die Leitfähigkeit der Selenschicht zu erhöhen.
- Insbesondere ein Zusatz von Selenchlorür in geringer Menge (etwa o,oI bis o,2%) hat sich zu diesem Zweck als ein ausgezeichnetes Mittel erwiesen, die Leitfähigkeit der Selenschicht in der Durchlaßrichtung erheblich zu steigern. Soll nun der Halogen- oder Selen-Halogen-Verbindungszusatz neben dieser günstigen Wirkung zugleich die Wirkung ausüben, daß in die Selenschicht hineindiffundierte Thallium zu neutralisieren und dadurch die unerwünschten Alterungserscheinungen nach Möglichkeit hintanzuhalten, so erweist es sich als zweckmäßig, den Zusatz höher, etwa doppelt so hoch, zu bemessen, als es mit Rücksicht auf die Verbesserung der Leitfähigkeit allein notwendig wäre. Wie hoch die Menge der Zusatzstoffe bemessen wird, hängt natürlich auch von dem Thalliumgehalt ab, der dem Metall der Deckelektrode vor deren Aufbringung auf die Halbleiterschicht gegeben wurde. Beträgt dieser Thalliumgehalt beispielsweise 0,3% oder gar nur o,oI %, so sind jedenfalls geringere Mengen des Zusatzstoffes nötig als bei einem Thalliumgehalt der Gegenelektrode, der erheblich oberhalb dieser Werte liegt, und der gemäß dem Hauptpatent unter Umständen bis 3% gehen kann, Am vorteilhaftesten ist es, durch Versuche den Thalliumgehalt der Gegenelektrode und die Menge der Zusatzstoffe so aufeinander abzustimmen, daß möglichst alles im Lauf des Dauerbetriebes in die Selenschicht einwandernde Thallium durch die Zusatzstoffe neutralisiert wird. Es kann dann überhaupt keine nennenswerte Alterungserscheinung mehr auftreten.
- Die Erfindung läßt sich mit besonderem Erfolg auch dahin abwandeln, daß der das Thallium chemisch bindende Stoff nicht der Masse des Selens vor dem Aufbringen der Selenschicht auf die Trägerelektrode zugesetzt, sondern erst nach dem Aufbringen der Selenschicht und nach deren Überführung in die kristalline Modifikation, aber vor dem Aufbringen der Deckelektrode, in Form einer dünnen Schicht auf die Selenschichtoberfläche aufgebracht oder auf dieser Oberfläche erzeugt wird. Diese z. B. aus Selendioxyd bestehende dünne Schicht kann auf der Selenschichtoberfläche beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß man auf diese ein Oxydationsmittel, beispielsweise Stickstoffdioxyd oder Ozon, einwirken läßt. Noch günstiger ist es, als Oxydationsmittel Luftsauerstoff bei gleichzeitiger Einwirkung von kurzwelligem Licht auf die Selenschichtoberfläche zu verwenden.
- Die Erfindung hat nicht nur Bedeutung für solche Selengleichrichter, bei denen der Deckelektrode absichtlich Thallium in geringer Menge zugesetzt ist, sondern auch für solche Selengleichrichter, bei denen dies nicht der Fall ist, wohl aber die zur Herstellung der Deckelektrode verwendeten Metalle unabsichtlich durch Thallium verunreinigt sind.
Claims (6)
- PATENTANSPRÜCHE; i. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern, deren Deckelektrode Thallium in geringer Menge zugesetzt ist und welche nach dem Aufbringen der Deckelektrode elektrisch formiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Halbleiterschicht benutzte Selen vor seinem Aufbringen auf die Trägerelektrode mit einem Zusatz oder nach seinem Aufbringen auf die Trägerelektrode und seiner Überführung in eine kristalline Modifikation mit einer vor dem Aufbringen der Deckelektrode auf die Selenschichtoberfläche aufgebrachten oder an dieser erzeugten Schicht versehen wird aus einem Stoff, der das aus der Deckelektrode in die Halbleiterschicht hinein diffundierende Thallium ganz oder teilweise zu binden vermag.
- 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Selen zugesetzte, das Thallium chemisch bindende Stoff eine sauerstoffhaltige Verbindung, z. B. Selendioxyd, ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der das Thallium chemisch bindende Stoff ein Halogen, eine Selen-Halogen-Verbindung oder ein Gemisch aus Selen und einer Selen-Halogen-Verbindung ist.
- 4. Verfahren nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Selenoberfläche aufgebrachte, das Thallium chemisch bindende Stoff eine sauerstoffhaltige Verbindung, z. B. Selendioxyd, ist.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dünner Schicht auf die Selenoberfläche aufgebrachte sauerstoffhaltige Verbindung dadurch erzeugt wird, daß man auf die Selenschichtoberfläche ein Oxydationsmittel, beispielsweise Stickstoffdioxyd oder Ozon, einwirken läßt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Selenoberfläche Luftsauerstoff und gleichzeitig kurzwelliges Licht einwirken läßt. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 153 134; französische Patentschrift Nr. 872 7o9; britische Patentschriften Nr. 472 96I, 523 673, 534 043; USA.-Patentschriften Nr. 2 197 497, 2 266 922.
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1943
- 1943-08-07 DE DES14105D patent/DE967323C/de not_active Expired
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