DEF0001055MA - Verfahren zur Herstellung von kleinflächigen Photozellen - Google Patents

Description

Die Steigerung der Lichtempfindlichkeit bei modernen Photozellen, insbesondere bei Zellen der Schichtenbauart wie z.B. Selensperrschichtzellen, bringt es mit sich, dass die Abmessungen der Zellenfläche immer geringer werden; sie liegen in der Grössenordnung von Quadratzentimetern oder Quadratmillimetern. Die Herstellung derart kleinflächiger Photozellen, insbesondere deren Massenfabrikation, würde daher sehr teuer werden, wenn man sie in der üblichen Weise - also z.B. unter Aufdampfen der einzelnen Selenschicht, der Stromabnahmeschicht und gegebenenfalls weiterer Schichten im Vakuum - einzeln erzeugen würde.

Die Erfindung hat daher ein Verfahren zum Herstellen kleiner Photozellen der Schichtenbauart zum Gegenstand, das darin besteht, dass die grundlegenden Arbeitsgänge wie das Aufdampfen, Aufstäuben oder sonstige Aufbringen der einzelnen Schichten auf einer grösseren Fläche - die um eine oder mehrere Grössenordnungen grösser ist als die des endgültigen Zellenelementes - stattfinden, wonach eine Unterteilung dieser gebildeten Zellenschichten in die einzelnen Zellenelemente der endgültig gewünschten Grösse erfolgt. Hierfür bedient man sich erfindungsgemäss des Mittels, dass entlang den Teilungslinien die Schichten oder die Zellen durch Fräsen, Schleifen oder Gravieren entfernt oder getrennt werden. Hierbei lassen sich, wie die Praxis zeigte, auch Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Schichten leicht vermeiden.

Es war zur Herstellung von Selenwiderstandszellen von paarweise gleichen Eigenschaften bereits bekannt, jeweils eine Widerstandszelle doppelter Abmessungen herzustellen und diese dann in zwei gleiche Teile zu durchschneiden. Ferner waren Zellen mit geteilter Metallschicht auf einer gemeinsamen Isolierunterlage bekannt.

Je nach dem vorliegenden Zweck kann die Unterteilung der zunächst gebildeten Grosszelle so erfolgen, dass entweder nur die Schichten wie z.B. die Selenschicht und die Stromabnahmeschicht entlang den Teilungslinien entfernt werden, während die Unterlage zusammenhängend bleibt, oder es wird auch die Unterlage noch unterteilt, z.B. durch Sägen oder Stanzen (bei Metall) oder durch Brechen nach vorherigem Ritzen (bei Glas oder Quarz), so dass dann einzelne, auch mechanisch voneinander getrennte Zellen entstehen.

Im ersteren Falle sind zwei Varianten möglich: Bildet der starre Schichtenträger, beispielsweise eine Metallplatte, selbst eine Zellenelektrode, so wäre nur eine Parallelschaltung aller einzelnen Zellenelemente möglich, bildet der starre Schichtenträger dagegen keine Zellenelektrode, d.h. besteht er aus Isolierstoff oder aus einem gegen die Zellenelemente isolierten Leiter, so können die einzelnen Zellenelemente auch in Reihenschaltung oder in kombinierten Schaltungen angeordnet werden.

In den Abbildungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht: Abbildung 1 zeigt eine im Verhältnis zur endgültigen Zellenfläche grossflächige Schichtenzelle 1, die z.B. aus einer starren Isolierunterlage besteht, auf der zunächst eine dünne Leiterschicht, auf dieser die halbleitende lichtempfindliche Selenschicht und auf dieser wieder eine Stromabnahmeschicht aus einem Metall oder einer Metallverbindung, z.B. durch Aufdampfen, Aufstäuben oder ähnlich, aufgetragen sind. Abbildung 2 zeigt die Unterteilung der Zelle 1 in die einzelnen Teilzellen 2 entlang den netzartig angeordneten Teilungslinien 3 und 4.

Nach dem Teilen der Zellenschichten, das vorzugsweise durch Graviermittel oder auch durch Schleifen oder Fräsen erfolgt, wird gegebenenfalls auch noch die Unterlage, z.B. durch Stanzen entsprechend den Linien 3 und 4 aufgeteilt, wodurch mechanisch völlig getrennte Einzelzellen gebildet werden. Um die oberen Zellenschichten, insbesondere die Deckelektrode, dabei zu schonen, empfiehlt es sich, über diesen Schichten Zwischenlagen aus nachgiebigem Material (Leder oder wenig elastischer Gummi) vorzusehen.

Eine einzelne Zelle gemäss der Erfindung ist in Abbildung 3 vergrössert gezeigt: Dadurch, dass das Abschleifen der Schichten in einer gewissen endlichen Breite erfolgt, entstehen zwischen den äusseren Rändern der Grundplatte 1 und der Schichten 5 und 6 (insbesondere Selenschicht und Stromabnahmeschicht) freie Randzonen, die z.B. für das Vermeiden von Kurzschlüssen beim Montieren der Zellen von Vorteil sind. Aus Abbildung 3 ergibt sich auch, dass die Selenschicht gegebenenfalls nur teilweise abgeschliffen wird. In anderen Fällen kann die Selenschicht vollständig durchtrennt werden. Die schichtartige oder auch anders gestalte Abnahmeelektrode kann, wie beschrieben, entweder beim Herstellen der ursprünglichen Grosszelle oder auch nach deren erfolgter Unterteilung - 8in diesem Falle unter Benutzung einer Lehre - aufgetragen werden. Es empfiehlt sich, die Stromabnahmeschicht 6, vorzugsweise an ihren Rändern, mit Verstärkungen 7 zu versehen, um die Kontaktgabe zu erleichtern.

Das Einarbeiten der Trennzonen durch Polieren oder Gravieren kann unmittelbar von Hand oder auch mittels an sich bekannter Übersetzungsmittel (Storchschnabel) erfolgen.

Photozellen, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt sind, insbesondere solche von schmaler Streifenform - z.B. mit ca. 2 x 10 mm(exp)2 Oberfläche - eignen sich besonders für kleine Zellenbatterien von ca. 1 - 2 qcm Gesamtoberfläche, wie sie z.B. für die Wiedergabe photografisch aufgenommener Tonschrift unter Einschaltung in den Eingangskreis eines Verstärkers benutzt werden können. Zu diesem Zwecke werden ca. 5 - 10 solcher Einzelzellenstreifen in einer Fläche nebeneinander, so dass sie etwa ein Quadrat bilden, angeordnet, elektrisch dagegen in Reihe geschaltet, damit ihr Gesamt-Innenwiderstand - zur Anpassung an den Verstärkereingangskreis - möglichst hoch wird. Er beträgt bei Verwendung der Zelle in üblichen Tonfilmanlagen etwa 2000 Ohm bei Vollbelichtung, etwa 400 000 Ohm bei Dunkelheit.

Abbildung 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen z.B. für Tonfilm verwendbaren Zelle: sie besteht aus 5 Einzelelementen von je 2 x 10 mm(exp)2, also insgesamt ca. 10 x 10 mm(exp)2 Fläche, die auf einem gemeinsamen Träger angeordnet und in Reihe geschaltet sind.

Claims (4)

1.) Verfahren zum Herstellen von kleinflächigen Fotozellen der Schichtenbauart, insbesondere Selensperrschichtzellen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Arbeitsgang eine Zelle hergestellt wird, deren Fläche um etwa eine oder mehrere Grössenordnungen grösser ist als die der endgültigen Zelle, und dass danach eine Unterteilung in die endgültigen Zellen durch Abfräsen, Schleifen oder Gravieren der Schichten entlang den Teilungslinien erfolgt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Teilung der Schichten eine Teilung der starren Unterlage, z.B. durch Stanzen, Sägen oder Brechen erfolgt.

3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenschichten bei Teilung, Stanzen usw. der Grundplatte durch Auflegen von nachgiebigen Stoffen, wie Leder oder Gummi, vor Beschädigungen geschützt werden.

4.) Durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden hergestellte Photozellenanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass sie - insbesondere für die Wiedergabe photografisch aufgezeichneter Tonschrift - aus mehreren nebeneinander in einer Fläche liegenden, etwa ein Quadrat bildenden schmalen Streifen von je etwa 2 x 10 mm(exp) Oberfläche, die sämtlich zueinander in Reihe geschaltet sind, besteht.