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Verfahren zur Herstellung photoelektrischer Zellen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung photoelektrischer Zellen.
Bekanntlich zeichnen sich die Alkali- sowie die Erdalkalimetalle durch ihre hohe lichtelektrische Empfindlichkeit aus, so dass für die Kathoden von Photozellen fast ausschliesslich diese Metalle verwendet werden. Auch ist es bekannt, dass die elektrolytische Leitung des gewöhnlichen Glases es ermöglicht. in ein abgesehmolzenes, evakuiertes Glasgefäss durch die Wandung desselben ein Alkalimetal], z. B. Natrium elektrolytisch einzubringen. Zu diesem Zwecke wird in dem Glasgefäss ein Glühfaden, z. B. ein
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geschmolzenes NaNO2, eingetaucht.
Erbitzt man den Glühfaden mittels eines elektrischen Stromes auf eine Temperatur, bei welcher er als Glühkathode funktioniert und schaltet eine entsprechende Gleichspannung (etwa 100 bis 300 Volt) zwischen Glühfaden und Schmelze # mit dem positiven Pol an die letztere #, so entsteht ein Strom zwischen dem Glithfaden und der Schmelze, wobei die Leitung durch das Vakuum die aus dem Glühfaden austretenden Elektronen, die Leitung durch die Kolbenwand hingegen die im Glas vorhandenen positiven Metallionen vermitteln. Letzere wandern dabei nach dem Inneren des Kolbens, werden dort frei und schlagen sich an den kältesten Stellen der inneren Glasfläche nieder.
Man hat diesen Vorgang bereits für die Herstellung photoelektrischer Zellen verwendet. Dadurch aber, dass diese bisher bekannten photoelektrischen Zellen für die Massenfabrikation nicht geeignet und folglich verhältnismässig teuer waren, war ihr Anwendungsgebiet trotz ihrer anerkannt vorzüglichen Eigenschaften ein ziemlich beschränkte.
Gemäss der Erfindung werden die photoelektrischen Zellen zuerst ganz nach dem bei der Glüh-
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Sockeln usw.) als Glühlampe fertiggestellt, bei der sämtliche Zuleitungen einschliesslich der Kathodenzuleitung in einem Gestell angeordnet sind. und dann die Alkalimetallkathode durch Glaselektrolyse derart in den Kolben eingeführt, dass das an der Innenwand des Kolbens sieh niederschlagende Kathodenmaterial mit der Kathodenzuführung des Sockels in Kontakt kommt und dadurch die Glühlampe in eine lichtelektrische Zelle umgewandelt wird.
Durch dieses Verfahren ist es ermöglicht, solche Zellen als Massenprodukt wie gewöhuliche Glühlampen herzustellen. wodurch nicht nur die Herstellungskosten wesentlich verringert werden. sondern gleichzeitig auch die erforderliche Qualität und Gleichmässigkeit der Zellen gewährleistet ist.
In der Zeichnung sind die einzelnen Stufen der Herstellung der Photozellen nach dem erfindungs-
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GlÜhfaden 2, die dritte Elektrode. . welche die Zuführung an die auf der inneren Wandung des Glasgefässes herzustellende Metallschicht zu bilden bestimmt ist, ist seitwärts ausgebogen und mit einem dünnen Draht 4 aus Kupfer, Nickel od. dgl. so verlängert, dass diese Verlängerung bis an den Rand der teller- förmigen Erweiterung des Gestellrohres reicht, wie dies aus der Fig. 1 ersichtlich ist.
(Der Übersicht-
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Mit Hilfe dieser Anordnung wird es erreicht, dass bei der üblichen Einschmelzung des Gestelles in den Kolben die Verlängerung 4 von selbst mit der Kolbenwand in der Nähe der Einschmelzstelle a in Berührung kommt und nach Beendigung der Einschmelzung an die innere Oberfläche der Wandung angeschmolzen wird. Fig. 2 stellt den üblicherweise entlüfteten und abgeschmolzenen Kolben mit der an die innere Oberfläche der Kolbenwand angeschmolzenen Kathodenzuleitung 4 dar. Wie ersichtlich, unterscheidet sich der bisherige Arbeitsvorgang in keiner Weise von der üblichen Herstellung einer Glühlampe.
Die Lampe (Zelle) wird jetzt gesoekelt, wozu sich die für V erstärkerröhren gewöhnlih verwendeten Sockel gut eignen mit der kleinen Abänderung, dass die Sockel ausser dem am Boden eingebrachten zentralen Loch 6 noch weitere, seitlich angebrachte Bohrungen 7. 7'usw. aufweisen. Die Zuleitungen des Glühfadens werden mit den hiezu dienenden zwei Stiften 8 und 8', die Zuleitung der Elektrode 4 zweckmässig mit dem Anodenstifte 9 verbunden, der für das Gitter vorgesehene Stift 10 bleibt leer bzw. wird gar nicht angebracht oder schon früher entfernt.
Bei der Ausführung der Glaselektrolyse wird die in Fig. 4 dargestellte Steckfassung 11 mit einem Gasstrom, z. B. Luftstrom, gekühlt. Steekfassung 11 enthält die zur Aufnahme der Sockelstifte dienenden und mit Anschlusssehrauben versehenen Hülsen 12', 12"und das Rohr 1. 3, welches zum Zwecke des Luftzutrittes während der Elektrolyse in die zentrale Bohrung des Fassungskörpers eingesetzt ist. Die Elektrolyse wird mit Hilfe der in Fig. 5 dargestellten Anordnung ausgeführt. Die in die Fassung 11 eingesteckte Lampe 14 taucht mit ihrem unteren Teil in die z. B. natriumhaltige Schmelze 15, welche zweckmässig mit dem Deckel 16 zugedeckt ist, um den oberen Teil des Kolbens vor der Erwärmung möglichst zu schützen. Der Glühfaden wird z.
B. durch einen Transformator 17 gespeist und zwischen Glühfaden und Schmelze eine Gleichspannung von 100-300 Volt unter Zwischenschaltung eines als Sicherung dienenden Widerstandes 19 gelegt (der positive Pol an die Schmelze). Die hier sieh abspielenden Vorgänge wurden schon oben beschrieben : Um das eingewanderte Alkalimetall (Natrium, Kalium usw.) an der gewünschten Stelle, d. h, am oberen Teil des Kolbens, zur Kondensation zu bringen, lässt man
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der Fassung ausströmt und den oberen Kolbenteil ständig kühlt. Das eingewanderte Natrium schlägt sieh dann als zusammenhängender Belag 18 an dem oberen Teil des Kolbens nieder und kommt mit dem an die Oberfläche der inneren Kolbenwand angeschmolzenen Verlängerungsdraht 4 in leitende Verbindung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von photoelektrischen Zellen mit durch die Kolbenwand elektrolytisch eingeführter Alkalimetallkathode und als Glühfaden ausgebildeter Anode, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle zuerst ganz nach dem bei der Glühlampenfabnkation üblichen Arbeitsprozess (GestellHerstellung, Montieren, Einschmelzen, Entlüften, Sockeln) als Glühlampe fertiggestellt wird.
bei der sämtliche Zuleitungen einschliesslich der Kathodenzuleitung in einem Gestell angeordnet sind und dann die Alkahmetallkathode durch Glaselektrolyse derart in den Kolben eingeführt wird, dass das an der Innenwand des Kolbens sich niederschlagende Kathodenmaterial mit der Kathodenzuführung des Sockels in Kontakt kommt und dadurch die Glühlampe in eine lichtelektrische Zelle umgewandelt wird.