DE972120C - Verfahren zur Herstellung eines Selengleichrichters der Freiflaechenbauart - Google Patents

Description

Die bekannten Selengleichrichter der Freiflächenbauart werden bisher so montiert, daß die Gleiohrichterscheiben auf einen mit einem Isolierrohr überzogenen Bolzen aufgereiht werden, wobei die Kontaktgabe zwischen zwei aufeinanderfolgenden Scheiben durch eine federnde Kontaktscheibe mit untergelegtem Isolierring und eine oder mehrere Abstandsscheiben erfolgt. Für jede Gleichrichterscheibe sind also drei Teile bei der Montage notwendig. Dabei übernehmen Isolierscheiben und Abstandsscheiben den für die mechanische Stabilität der Gleichrichtersäule notwendigen Montagedruck und die federnden Kontaktecheiben den für die Stromabnahme von der Gegenelektrode notwendigen Kontaktdruck. Der Kontaktdruck muß wesentlich geringer sein als der Montagedruck, weil er auf die Gegenelektrode ausgeübt wird und zwischen Selenoberfläche und Gegenelektrode sich die sehr dünne, druckempfindliche Vorderwand Sperrschicht befindet, von der die Gleichrichterwirkung abhängt. Dieser Forderung nach einem geringen Kontaktdruck steht die Forderung nach einem möglichst kleinen Kontaktwiderstand gegenüber. Beispielsweise ist der Widerstand einer Gleichrichterscheibe von 112 mm Durchmesser in der Durchlaßrichtung in den letzten 5 Jahren von 0,25 auf 0,06 Ohm verringert worden, so daß der zulässige Kontaktwiderstand bei dieser Scheibentype in der Größenordnung von einigen Milliohm liegt. Der Kontaktwiderstand muß diesen niedrigen

Wert auch bei einer Schutzlackierung der Gleichrichter beibehalten.

Diese beiden sich widersprechenden Forderungen haben bei der bisherigen Montageart zu einer Kompromißlösung geführt, deren einwandfreies Funktionieren einer laufenden scharfen Überwachung der Qualität der Montageteile bedarf.

Man hat schon verschiedentlich versucht, eine einfachere Montageart zu finden, die die gesohilderten Nachteile vermeidet. So ist z. B. vorgeschlagen worden, den Kontakt- und Montagedruck auf die gleiche Stelle der Gleichrichterscheiben zu vereinigen und diese Stellen der Selenschicht vor dem Aufbringen der Gegenelektrode mit einer isolierenden Lackschicht zu überziehen. Man hat in diesem Falle die Gegenelektrode aufgespritzt, was den Nachteil bringt, daß die metallische Gegenelektrode spröde ist, auf der Lackschicht schlecht haftet und bei der Montage durch den großen Montagedruck zerstört wird.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, an der Druckstelle statt der isolierenden Lackschicht einen Isolierstoff, insbesondere Papier, zu verwenden. Diese Möglichkeit hat man nur beim Aufschmierverfahren, da nur in diesem Falle das Selen in der amorphen Form aufgebracht wird und der Isolierstoff nach diesem Vorschlag in das amorphe Selen bei der ersten thermischen Behandlung eingepreßt werden muß.

Es ist auch an sich bekannt, die Gegenelektrode bei einem Trockengleichrichter auf der Seite, welche bei der Montage mit der Halbleiterschicht in Berührung kommt, mit einer Lage einer Legierung niedrigen Schmelzpunktes vorzubereiten und nach der Montage des Gegenelektrodenkörpers an der Gleichrichtereinheit diese Lage zum Schmelzen zu bringen. Es sollte dadurch der Effekt erreicht werden, daß zufolge der eigenen Oberflächenspannung der Legierung keine Diffusion oder Einfilterung der Legierung in die feinen Risse des Selens stattfindet.

Erfindungsgemäß wird bei einem Selengleichrichter der 'Freiflächenbauart, der aus einer mit einem Montageloch versehenen Tragplatte, einer darauf angebrachten Selenschicht und einer auf dieser befestigten Gegenelektrode besteht, bei Anwendung einer Lackschicht an dem dem Montageloch benachbarten, zur Aufnahme des Kontakt- und Montagedruckes bestimmten Teil der Selen-So schicht zur Verhinderung der Bildung der druckempfindlichen Sperrschicht zwischen der Selenoberfläche und der Gegenelektrode die Gegenelektrode auf die Selenschicht und auf diese Lackschicht gemeinsam aufgeschmolzen. Man ward die Anordnung so ausbilden, daß die Gegenelektrode die Lacksehicht so weit überlappt, daß die an der Gegenelektrode anliegende Kontaktscheibe ihren Druck auf den ringförmigen, sperrschichtfreien, mit der Lacksehicht bedeckten Bereich der Halbleiterschicht ausübt. Bei der Erfindung können alle Arten des Auftragens von Selen auf eine Tragplatte, also Aufschmieren, Aufpressen, Aufdampfen, Aufelektrolysieren, angewendet werden, wobei in jedem Falle beim Zusammenbau von Gleichrichterscheiben zu Säulen der Montage·- druck und der Kontaktdruck auf die gleiche Stelle der Gleichrichterscheiben wirkt. Einen Selengleichrichter nach der Erfindung wird man vorzugsweise so herstellen, daß auf die teilweise in den kristallinen Zustand übergeführte, nach irgendeinem bekannten Verfahren auf die Tragplatte aufgebrachte Selenschicht an der für die Übernahme des Kontakt- und Montagedruckes vorgesehenen Stelle eine Lacksehicht aufgebracht, darüber der gewünschte Teil der Selenoberfläche und ein dem Montageloch abgewandter Teil der Lacksehicht mit einer Gegenelektrode versehen wird und daß diese Gegenelektrode bei der nachfolgenden Temperaturbehandlung zur vollständigen Überführung des Selens in die leitende kristalline Modifikation sowohl auf die Selenschicht als auch auf die Lacksehicht aufgeschmolzen und die Lackschicht gleichzeitig ausgehärtet wird. Auf diese Weise wird eine sichere Haftung der Gegenelektrode auf der Lackgrundlage erreicht, die allen mechanischen Beanspruchungen bei der Montage der Säule gewachsen ist. Zur Herstellung der Lacksehicht wird mau vorzugsweise einen nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehenden temperaturbeständigen Lackgrundstoff oder lufttrocknenden Lack auf der Basis von polymerisierten Polydien-Kohlenwasserstoffen (z. B. Fulvenlack) und ein Lösungsmittel verwenden aus den gleichen Komponenten und/oder aus nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen bzw. Kohlenwasserstoffgemischen (z. B. Ben- gs zin) oder einen Siliconlack. Für die Gegenelektrode wird man eine Metallegierung benutzen, deren Schmelzpunkt unter dem des Selens liegt.

Die in der beschriebenen Weise hergestellten Gleichrichterscheiben lassen sich besonders einfach zu Gleichrichtersäulen zusammenbauen. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist schematisch in den Figuren dargestellt.

Fig. ι zeigt den Aufbau der Gleichrichtersäulen unter Verwendung der nach der Erfindung hergestellten Gleichrichterscheiben;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer Gleichrichtersäule vergrößert herausgezeichnet.

Mit ι ist der als Träger der Gleichrichterscheiben dienende Bolzen, mit 2 ein darauf sitzendes Isolierrohr bezeichnet. Auf dieses Isolierrohr werden die Gleichrichterscheiben aufgereiht. Die einzelnen Gleichrichterscheiben bestehen aus der Tragplatte 3, auf welcher die Selenschicht 4 aufgebracht ist. Mit 5 ist die Gegenelektrode bezeichnet. Im Bereich des Montageloches trägt die Selenschicht 4 eine Lacksehicht 6, die beim Gegenstand der Erfindung dafür sorgt, daß der Kontakt- und Moutagedruck, welcher durch die Scheibe 7 ausgeübt wird, nicht die sehr druckempfindliche, der Gegenelektrode zugekehrte Sperrschicht 8 beeinträchtigen kann. Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist nämlich durch das Aufbringen der Lacksehicht 6 in dem Bereich, wo diese Lacksehicht auf der Selenschicht 4 aufsitzt, die Ausbildung der Sperrschicht 8 verhindert.

Beim Gegenstand der Erfindung genügen statt der bisher erforderlichen mindestens drei Montageteile je Gleichrichterscheibe jetzt ein einziges, vorzugsweise rotationssymmetrisches Stück 7, das gleichzeitig Kontakt- und Montagedruck zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gleichrichterscheiben überträgt und den Abstand der Scheiben voneinander bestimmt. Diese Abstandsstücke 7 können einfach und billig hergestellt werden.

Bei derartig hergestellten Gleichrichtersäulen läßt sich nach dem Zusammenbau in besonders zuverlässiger Weise eine Lackschutzschicht aufbringen. Unbehindert durch die für diesen Fall immer störenden Kontaktscheiben kann man diese Schutzschicht durch Spritzen oder Tauchen aufbringen, die die gesamte wirksame Gleichrichterschicht ieuchtigkeits- und quecksilbersicher abschließt. Besonders vorteilhaft ist bei diesem Herstellungsverfahren, daß die bisher nicht in allen Fällen zu vermeidende Erhöhung des Kontaktwiderstandes durch chemische Veränderung der Gegenelektrode oder des Kontaktscheibenmaterials, insbesondere bei höheren Betriebstemperaturen, sicher vermieden wird. Dadurch, daß der die Lacksohicht 6 bedeckende ringförmige Teil der Gegenelektrode verhältnismäßig schmal gehalten wird, und zwar vorzugsweise nicht breiter als 2 mm, kann man eine Blasenbildung des beim Aufschmelzen der Gegenelektrode entweichenden Lacklösungsmittels ver meiden. Die Oberflächenspannung der geschmolzenen Gegenelektrode bewirkt während der thermischen Behandlung dabei, daß das verdampfende Lösungsmittel ohne Blasenbildung den Rand der Gegenelektrode erreicht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Herstellung eines Selengleichrichters der Freiflächenbauart, der aus einer mit einem Montageloch versehenen Tragplatte, einer darauf aufgebrachten Selenschicht und einer auf dieser befestigten Gegenelektrode besteht und bei dem der dem Montageloch benachbarte, zur Aufnahme des Kontakt- und Montagedruckes bestimmte Teil der Selenschicht eine Lackschicht trägt, die an dieser Stelle die Bildung der druckempfindlichen Sperrschicht zwischen der Selenoberfläche und der Gegenelektrode verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode auf die Selenschicht und auf diese Lackschicht gemeinsam aufgeschmolzen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode die Lackschicht so weit überlappt, daß die an der Gegenelektrode anliegende Kontaktscheibe ihren Druck auf den ringförmigen, sperrschichtfreien, mit der Lackschicht bedeckten Bereich der Halbleiterschicht ausübt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die teilweise in den kristallinen Zustand übergeführte, nach irgendeinem bekannten Verfahren auf die Tragplatte aufgebrachte Selenschicht an der für die Übernahme des Kontakt- und Montagedruckes vorgesehenen Stelle eine Lackschicht aufgebracht, darauf der gewünschte Teil der Selenoberfläche und ein dem Montageloch, abgewandter Teil der Lackschicht mit einer Gegenelektrode versehen wird und daß diese Gegenelektrode bei der nachfolgenden Temperaturbehandlung zur vollständigen Überführung des Selens in die leitende kristalline Modifikation sowohl auf die Selenschicht als auch auf die Lackschicht aufgeschmolzen und die Lackschicht gleichzeitig ausgehärtet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschicht aus einem nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehenden temperaturbeständigen Lackgrundstoff oder lufttrocknenden Lack auf der Basis von polymerisierten Polydien-Kohlenwasserstoffen (z. B. Fulvenlack) und einem Lösungsmittel aus den gleichen Komponenten und/oder aus nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen bzw. Kohlenwasserstoffgemischen (z. B. Benzin) besteht.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der für die Übernahme des Kontakt- und Montagedruckes vorgesehenen Stelle eine Siliconlackschicht aufgebracht wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gegenelektrode eine Metallegierung benutzt wird, deren Schmelzpunkt unter dem des Selens liegt.
7. 7. Nach einem Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 hergestellter Selengleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück in dem der zur Aufnahme des Tragbolzens dienenden Bohrung benachbarten Teile eine zu dieser Bohrung konzentrische ringförmige Vertiefung besitzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 511 585; schweizerische Patentschrift Nr. 191 661; französische Patentschrift Nr. 887375; britische Patentschriften Nr. 472961, 526482, 243;

   USA.-Patentschriften Nr. 2124306, 2 314 104; deutsche Patentanmeldung L 96869 VIIIc/2ig

   (bekanntgemacht am 7. 10. 1940).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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