AT143966B - Verfahren zur Herstellung photoelektrischer Elektroden. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung   photoelektriseher   Elektroden. 
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   Gefäss gebracht, in dem sieh ein Alkalimetall wie Cäsium befindet, und wird die Temperatur dieses Gefässes etwas niedriger als jene des Seitenbehälters gehalten, so wird ein Teil des Alkalimetalles von dem adsorbierenden Stoff adsorbiert. Die Verbindung zwischen dem Seitenbehälter und dem genannten Gefäss wird dann unterbrochen, worauf, nachdem sich in der Photozelle die Metalloxydschieht gebildet hat, die Scheidewand zwischen der Röhre und dem Seitenbehälter zerbrochen wird.

   Das adsorbierte Alkalimetall wird dann durch Erhitzung dieses Behälters wieder freigemacht und in die Entladungröhre getrieben, worauf das Metalloxyd auf die obenbeschriebene Weise reduziert wird und das photoelektrische Metall sich in Form einer dünnen Schicht auf der bei Reduktion entstandenen Schicht absetzt und gegebenenfalls auch in diese Schicht eindringt. 



  Die Menge des einzubringenden photoelektrischen Metalls ist selbstverständlich von der Grösse der herzustellenden Elektrode und von der Metalloxydmenge abhängig, die reduziert werden soll. Die Menge des eingebrachten photoelektrisehen Metalls wird anderseits durch die Menge und die Beschaffenheit des adsorbierenden Stoffes bedingt. Die zu benutzende Menge des adsorbierenden Stoffes lässt sich für jede Art einer photoelektrisehen Elektrode auf einfache Weise durch einige Versuche ermitteln. 



  Das adsorbierte photoelektrische Metall braucht, nichts stets durch Erhitzung aus dem Seitenbehälter hinausgetrieben zu werden. Es ist oft möglich, den adsorbierenden Stoff nebst dem an ihm adsorbierten photoelektrischen Metall aus dem Seitenbehälter in die Entladungsröhre hinüberzubringen und erst dann dieses Metall von dem adsorbierenden Stoff freizumachen. Dies ist z. B. der Fall, wenn Zirkoniumoxyd, an dem sieh Cäsium sehr leicht adsorbiert, als adsorbierender Stoff verwendet wird. 



  Das nach der Adsorption blaufarbige Pulver kann im Vakuum, z. B. durch Schütteln, leicht verschoben werden. 



  Das Zirkoniumoxydpulver kann auch in Form einer Pastille gepresst werden, so dass es sieh leicht aus dem Seitenbehälter in die Entladungsröhre einbringen lässt. 



  Zur Erhöhung des Adsorptionsvermögens des verwendeten Stoffes ist es häufig vorteilhaft, diesen Stoff im Vakuum zu verdampfen und niederzuschlagen. Wird z. B. in dem obengenannten Seitenbehälter ein mit Calciumfluorid überzogener Glühdraht angeordnet und wird nach Entlüften des Behälters dieses Caleiumfluorid verdampft, so sehlägt es sieh in derartiger Form nieder, dass es ein sehr hohes Adsorptionsvermögen besitzt. 



  Das in die Röhre einzubringende photoelektrisehe Metall kann durch eine kontrollierte Zerlegung einer Verbindung dieses Metalls erhalten werden. Wird z. B. in die Röhre eine Metallplatte eingebracht, auf der sich eine Verbindung wie Cäsinmehlorid oder Cäsiumjodid befindet, und wird dieser Platte gegen- über ein elektronenaussendender Glühdraht (Wolfram-oder thorierte Wolframkathode) angeordnet, dem ein negatives Potential in bezug auf die genannte Platte gegeben wird, so kann ein Elektronenstrom durch die Verbindung geschickt werden, wodurch letztere durch Elektrolyse zerlegt wird. Durch Bemessung der durchfliessenden Elektrizitätsmenge kann eine sehr genau bestimmte Menge des photoelektrischen Metalls in der Röhre freigemacht werden.

   Es ist dabei vorteilhaft, wenn das Organ, auf dem die Verbindung angebracht ist, aus einem Metall besteht, das sich mit dem zurückbleibenden Teil der zerlegten Verbindung vereinigt. Bei Verwendung z. B. von Alkalihalogeniden kann mit Vorteil Silber verwendet werden, welches das freiwerdende Halogen bindet. 



  Die Zerlegung der Verbindung kann in vielen Fällen auch durch Bestrahlung erfolgen. So werden   
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 des Alkalimetalls kann in diesem Fall durch Regelung der Intensität und der Bestrahlungsdauer erhalten werden. 



   Die Zerlegung kann auch durch Erhitzung erfolgen. Es können in diesem Fall z. B. Graphitverbindungen verwendet werden. Graphit vereinigt sieh bekanntlich stöchiometrisch mit Kalium zu einem Stoff, der je nach der Herstellungsweise durch die Formel   CK   oder   C1sK   dargestellt werden kann. Die erstgenannte Verbindung hat eine kupferrote und die letztgenannte eine blauschwarze Farbe. Entsprechend Verbindungen von Rubidium und Cäsium sind bekannt. Diese Graphitverbindungen werden bei Erhitzung quantitativ zerlegt, so dass sie ein sehr geeignetes Mittel zur   Freimachung   in der Entladungsröhre von Alkalimetall in einer dosierten Menge darstellen.

   Man kann dabei wie folgt verfahren : Ein Stückchen Graphit wird zwischen zwei mit   Stromzufülmungsdrähten   versehenen Klemmen in dem obenbeschriebenen Seitenbehälter angebracht. Nach Entlüftung wird in diesen Behälter ein Überschuss an Kalium eingeführt, der sich mit dem Graphit vereinigt. Überflüssiges Kalium wird wieder durch Pumpen aus dem Behälter entfernt. Nach Unterbrechung der Verbindung mit dem Gefäss, in dem sich das Kalium befindet, wird der Seitenbehälter in Verbindung mit der Entladungsröhre gebracht. Durch   Hindurchführung   eines elektrischen Stromes durch die Graphitverbindung wird letztere derart erhitzt, dass sie quantitativ zerlegt wird, wobei also das Kalium frei wird.

   Auch hier kann durch Benutzung einer bestimmten Graphitmenge, die auf experimentellem Wege ermittelt werden kann, die Menge des in die Röhre einzubringenden Alkalimetalls dosiert werden. 



   Anstatt in einem Seitenbehälter kann der Graphit auch in der Röhre angebracht werden, u. zw. vor der Ausströmungsöffnung des Verbindungskanals zwischen der Röhre und dem Behälter, in dem sich das Alkalimetall befindet. Dieser Behälter wird dabei etwas über Zimmertemperatur erhitzt, was 

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 zur Folge hat, dass das Alkalimetall aus dem Behälter in die Röhre   hinüberdestilliert.   Bei den bei der genannten Temperatur herrschenden   Dampfdruckes   bewegt sich das Alkalimetall praktisch im Sinne von Molekülstrahlen, so dass jedes Alkaliatom den vor der   Ausströmungsöffnung   angebrachten Graphit   trifft.

   Die Graphitmenge ist derart gewählt, dass sogar bei starker Untersättigung an Alkalimetall in dem Graphit noch stets ein Alkalimetalliiberschuss in bezug auf die Menge, welche für die photoelektrische  
Kathode erforderlich ist, vorhanden ist. Nach der Bildung der in diesem Fall also ungesättigten Graphit-
Alkaliverbindung wird letztere z. B. durch den Durchgang eines elektrischen Stromes thermisch zerlegt, wobei auf experimentellem Wege wieder leicht ermittelt werden kann, welcher Stromdurchgang zum
Freimachen   einer richtigen dosierten Alkalimetallmenge erforderlieh   ist. 



  Es kann ferner die richtige Menge des photoelektrischen Metalls auch mit Hilfe von Metallen, die mit dem photoelektrischen Metall eine Legierung bilden, aus der dieses Metall durch Erhitzung wieder freigemacht werden kann, in die Entladungsröhre eingebracht werden. Es können dabei mit Vorteil. z. B. Zinn und Blei benutzt werden. Diese Metalle können z. B. auf einer aus Eisendraht bestehenden
Glühwendel angebracht werden, die auf die für Graphit beschriebene Weise vor der   Ausströmungsöffnung   des Verbindungskanals der Entladungsröhre mit einem Alkalimetallbehälter angeordnet werden kann.
Die Alkalimoleküle treffen in diesem Fall das Zinn oder Blei und werden von ihnen aufgenommen. Es kann nachher durch eine kontrollierte Erhitzung der entstandenen Legierung die richtige Alkalimetall- menge in der Röhre freigemacht werden. 



   Das photoelektrische Metall wird freigemacht, nachdem die Röhre evakuiert worden ist, weil bei gleichzeitiger Entlüftung ein nicht kontrollierbarer Teil des photoelektrischen Stoffes wieder aus der Röhre entfernt werden würde. 



   Ein günstiger Umstand bei der   Ausführung   des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Menge des in die Röhre eingebrachten oder in ihr entwickelten photoelektrischen Metalls inner- halb bestimmter Grenzen sehwanken darf, denn die obenbeschriebene gemischte Schicht (Metallteilchen und Teilchen des Oxyds des photoelektrischen Metalls) kann einigermassen sieh ändernde Mengen des photoelektrischen Metalls aufnehmen. Das Verfahren eignet sieh daher zur fabrikmässigen Anwendung. 



   Die Erfindung ist nicht auf die Herstellung photoelektrischer Elektroden in Photozellen beschränkt, sondern umfasst auch die Herstellung solcher Elektroden in Entladungsröhren anderer Art. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung photoelektrischer Elektroden in   Entladul1gsröhren,   z. B. in einer
Photozelle, bei dem eine Metalloxydschicht gebildet und das Metalloxyd durch ein photoelektrisches
Metall reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem die Röhre evakuiert worden ist, in der
Röhre oder in einem mit dem Röhreninnern in Verbindung stehenden Seitenbehälter eine so geringe 
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 Metalls von der   photoelektrisehen   Elektrode aufgenommen werden kann.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung des photoelektrischen Metalls mit Hilfe einer bestimmten Menge eines adsorbierenden Stoffes erfolgt, an dem sich das photoelektrische Metall adsorbiert, und aus dem es durch Erhitzung freigemacht wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das photoelektrisehe Metall durch eine kontrollierte Zerlegung, z. B. durch Erhitzung, Elektrolyse oder Bestrahlung, aus einer Verbindung des photoelektrischen Metalls freigemacht wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung des aus Alkalimetall bestehenden photoelektrischen Metalls durch Zerlegung einer Graphitalkalimetallverbindung erfolgt.

   5. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung des photoelektrischen Metalls mit Hilfe eines Metalls erfolgt, das mit dem photoelektrischen Metall eine Legierung bildet, ans der das photoelektrische Metall durch eine kontrollierte Erhitzung freigemacht wird.

   6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entladungsröhre vor der Ansströmungsöffnung des Verbindungskanals zwischen der Röhre und einem das photoelektrisehe Metall enthaltenden Behälter ein Stoff vorgesehen ist, der das hinfiberdestillierende Metall bindet und aus dem dieses Metall durch Erhitzung in gewünschter Menge freigemacht werden kann.