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METHODE ET APPAREIL POUR LA FABRICATION D'ELEMENTS RECOUVERTS DE SELENIUM, TELS QUE CEUX UTILISES DANS LES REDRESSEURS ELECTRIQUES
L'invention se rapporte à des éléments rec ouverts de sélénium, ainsi qu'à une méthode pour la fabrication et le trai- tement de ces éléments. Son but est de prévoir une méthode con- venable pour fabriquer rapidement un grand nombre d'éléments de ce genre.
Les éléments recouverts de sélénium, tels que ceux or- dinairement utilisés dans les redresseurs électriques ou dans les cellules photoélectriques, comprennent une base ou disque support, telle qu'une plaque en fer, en acier ou en aluminium, qui peut,si on le désire, être recouverte d'une autre substance, telle que du niokel. Une couche de sélénium est projetée sur la surface.de cet- te plaque, par exemple par fusion ou en condensant de la vapeur de sélénium, sur cette plaque, ou en comprimant sur celle-ci une couche
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de poudre de sélénium à des températures élevées. De cette manière la couche de sélénium est amenée à adhérer à la plaque de base.
La plaque de base recouverte est ensuite traitée par la chaleur, afin de produire la cristallisation voulue du sélénium, et le préparer à un autre traitement, afin de le rendre propre à être utilisé dans un re- dresseur ou une cellule photo-électrique. Par exemple une contre-éléc -trode peut être appliquée sur la surface de sélénium en projetant une substance conductrice, telle que du métal "Wood" ou autre allia- ge métallique, et l'on peut ensuite provoquer un traitement de for- mation en appliquant un voltage entre la plaque de base et la. contré- électrode.
Il est désirable de pouvoir réaliser les diverses étapes de fabrication et de traitement pour un grand nombre d'éléments à la fois, particulièrement quand les éléments sont de petites dimensions.
Cela est possible avec la présente invention en prévoyant un gabarit ou monture contenant un réceptacle pour maintenir.un grand nombre de plaques ou de disques de base, de manière qu'ils peuvent être mani- pulés comme un ensemble dans le gabarit lors de l'application et du traitement du sélénium.
L'invention est mieux comprise de la désertion suivante basée sur le dessin ci-joint. Sur celui-ci :
La figure 1 est uné vue en plan d'un disque utilisé comme plaque de base pour lerecouvrement du sélénium, tandis que
La figure 2 est une vue de côté de ce disque;
La figure 3 montre un gabarit ou monture pouvant être uti- lisé pour la réalisation du procédé décrit dans ce brevet;
La figure 4 représente une section fate suivant la ligne 4-4 de la figure 3;
La figure 5 montre la section faite à travers le gabarit de la figure 4 pourvu d'un certain nombre d'éléments, tels que ceux représentés figure 1;
La figure 6 se rapporte à l'arrangement indiqué figure 5, mais pourvu d'une pièce de recouvrement ou masque et d'une couche de sélénium;
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La figure 7 est une vue en plan, et la Figure 8 une vue de côté, d'une section faite à travers la pièce de recouvre- ment de la figure 6;
La figure 9 représente le gabarit de la figure 6 avec la pièce de recouvrement enlevée,, placé entre les plateaux d'une presse.
Les figures 1 et 2 montrent un disque circulaire 1 qui peut être en fer, en acier ou en aluminium, et qui peut être re- couvert de nickel si on le désire, ce disque devant servir comme plaque de base ou support pour un recouvrement de sélénium. Ce disque peut être de petite dimension, et peut avoir par exemple un diamètre de 10 mm, mais dans ce cas il ne présentera aucun trou à soncentre. Il peut cependant être de dimension plus grande, et alors il sera pourvu du trou central de montage ordinaire, in- diqué par la ligne pointillée 2 sur la figure 1. Sur les figures 3 et 4 on a montré un gabarit ou monture, ayant la forme d'une plaque 3 présentant un certain nombre de creux de dimensions vou- lues pour contenir les éléments 1.
Ces creux ont une profondeur telle que quand les éléments 1 sont placés dans ces orifices, ainsi qu'il est montré figure 5, ils dépassent quelque peu la surface supérieure du gabarit 3. Avec les éléments 1 montés individuel- lement dans les creux, un recouvrement de sélénium est ensuite appliqué sur ces éléments, ainsi qu'il est montré sur la figure 6.
Pour effectuer cette opération, le gabarit est recouvert d'une pi- èce de recouvrement ou masque 5, montré sur les figures 7 et 8 res -pectivement en plan et en section transversale. Il a la forme d'une mince plaque pourvue d'un certain nombre de trous 6 qui cor respondent en nombre, en position et en dimension avec les trous 1 du-gabarit, de sorte que cette pièce repose sur la partie supéri- eure du gabarit, ainsi qu'il est montré figure 6, de manière à re- couvrir les parties de ce gabarit qui ne sont pas déjà rec ouvertes par'les éléments de base eux-mêmes. La poudre de sélénium 7 est projetée sur les éléments, ainsi qu'il est montré sur la figure 6,
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d'une quantité suffisante pour former un bon recouvrement.
L'épais- seur de la couche de poudre n'est pas limitée, et l'expérience dé- montrera quelle épaisseur doit avoir ce recouvrement pour .prévoir un .bon élément au sélénium dans les conditions de chaleur et de pres- sion qui seront appliquées par la suite.
Après l'application du'sélénium, la pièce de recouvrement 5 est enlevée, laissant les éléments recouverts de sélénium dans le gabarit, ainsi qu'il est montré figure 9. Les éléments peuvent alors être achevés tout en étant maintenus dans le gabarit si on le désire.
Une étape usuelle du procédé consiste, ainsi qu'il est montré figure 9, à placer le gabarit avec les éléments recouverts de sélénium entre les plateaux 8 et 9 d'une presse, afin de comprimer la poudre de sé- lénium contre la plaque de base. Cette pression est ordinairement ao- compagnée d'un traitement à chaud convenable, en chauffant par exem- ple les plateaax de la presse à une température qui peut être de l'or -dra de 100 à 1500 Centigrades. La valeur de la pression exercée n'est pas limitée, et peut'par exemple être d'environ 1000 pounds ou livres par inoh ou pouce carré (70 Kg. 350 par cm2 mais des pressions quelque peu moindres ou supérieures peuvent donner satis- faction. Cette pression appliquée sous le traitement à chaud amène les particules de sélénium à adhérer les unes aux autres et avec la plaque de base.
Les éléments peuvent subir alors d'autres traitements pen- dant qu'ils sont maintenus dans le gabarit. Par exemple, une autre étape de traitement peut consister à placer le gabarit avec les élé- ments dans un four, et à leur faire subir le traitement ordinaire à chaud d'environ 200 Centigrades afin de provoquer la cristallisation du sélénium. Les éléments dans le gabarit peuvent être soumis à un autre traitement, tel que la fumigation des surfaces de sélénium au moyen de dioxyde de sélénium, ou au recouvrement des dites surfaces avec une laque.
La contre-électrode habituelle peut alors être appli- quée sur les surfaces des éléments en plaçant sur ceux-ci, pendant qu'ils sont encore dans le gabarit, une pièce de recouvrement ou
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masque qui peut être semblable à la pièce 5 utilisée précédemment, excepte que les trous doivent être quelque peu plus petits que les trous 6 afin que les contre-électrodes ne recouvrent pas les bords oiroonférentiels des éléments recouverts de sélénium. Avec une tel -le pièce de recouvrement en position, un jet métallique convenable, tel qu'un jet de métal "Wood" ou autre alliage oonvenable, peut être envoyé sur les surfaces de sélénium afin de former les contre-éleo- trodes de la manière bien connue.
Ensuite, si on le désire, les éléments, pendant qu'ils sont encore dans le gabarit, peuvent être soumis à un voltage appliqué entre la contre-électrode et le gaba- rit afin de provoquer la formation de couches de blocage au point de jonction des surfaces de sélénium et de la contre-électrode,de la manière oonnue pour améliorer les caractéristiques de redres- sement.
Après ces divers traitements les éléments individuels peuvent être enlevés du gabarit.
Il est évident qu'une étape ou traitement quelconque, mentionné'précédemment, peut être appliqué aux éléments dans le gabarit, et que d'autres traitements que ceux indiqués peuvent avoir lieu. De plus, la méthode décrite n'est pas limitée néces- sairement à l'emploi de disques circulaires comme plaques de base, et ceux-ci peuvent être d'une forme quelconque voulue.
REVENDICATIONS.
1 - Méthode pour la fabrication d'une série d'éléments au sélénium en un ensemble, laquelle comprend : le placement d'un certain nombre d'éléments ou pièces de base dans un gabarit ; lereoouvrement des dits éléments au moyen d'une couche adhérente de sélénium; et l'application des 'contre-électrodes à ces éléments, tout en les'maintenant dans le gabarit.
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METHOD AND APPARATUS FOR THE MANUFACTURING OF SELENIUM-COATED ELEMENTS, SUCH AS THOSE USED IN ELECTRIC RECTIFIERS
The invention relates to open rec elements of selenium, as well as to a method for the manufacture and processing of these elements. Its purpose is to provide a suitable method for rapidly manufacturing a large number of such items.
Selenium-coated elements, such as those ordinarily used in electric rectifiers or in photoelectric cells, include a support base or disc, such as a plate of iron, steel or aluminum, which can, if desired. desires to be covered with another substance, such as niokel. A layer of selenium is projected onto the surface of this plate, for example by melting or condensing selenium vapor, onto this plate, or by compressing a layer thereon.
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of selenium powder at high temperatures. In this way the selenium layer is made to adhere to the base plate.
The coated baseplate is then heat treated, in order to produce the desired crystallization of selenium, and prepare it for further processing, to make it suitable for use in a straightener or photocell. For example, a counter-electrode can be applied to the selenium surface by spraying a conductive substance, such as "wood" metal or other metal alloy, and then a forming treatment can be caused. applying a voltage between the base plate and the. counter electrode.
It is desirable to be able to perform the various manufacturing and processing steps for a large number of elements at a time, especially when the elements are small.
This is possible with the present invention by providing a jig or jig containing a receptacle to hold a large number of base plates or discs, so that they can be handled as a whole in the jig when mounting. application and treatment of selenium.
The invention is better understood from the following desertion based on the accompanying drawing. On this one:
Figure 1 is a plan view of a disc used as a base plate for the selenium coating, while
FIG. 2 is a side view of this disc;
Figure 3 shows a jig or fixture which may be used in carrying out the method described in this patent;
Figure 4 shows a section taken along line 4-4 of Figure 3;
Figure 5 shows the section made through the jig of Figure 4 provided with a number of elements, such as those shown in Figure 1;
FIG. 6 relates to the arrangement indicated in FIG. 5, but provided with a covering piece or mask and a layer of selenium;
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Figure 7 is a plan view, and Figure 8 a side view, of a section taken through the cover piece of Figure 6;
Figure 9 shows the jig of Figure 6 with the cover removed, placed between the platens of a press.
Figures 1 and 2 show a circular disc 1 which can be of iron, steel or aluminum, and which can be coated with nickel if desired, this disc to serve as a base plate or support for a covering of selenium. This disc may be of small size, and may have for example a diameter of 10 mm, but in this case it will not present any hole at its center. It may, however, be of a larger dimension, and then it will be provided with the ordinary central mounting hole, indicated by the dotted line 2 in Figure 1. In Figures 3 and 4 a jig or mount has been shown, having the same size. in the form of a plate 3 having a number of hollows of desired dimensions to contain the elements 1.
These recesses have a depth such that when the elements 1 are placed in these holes, as shown in figure 5, they protrude somewhat from the upper surface of the jig 3. With the elements 1 mounted individually in the recesses, a Selenium coating is then applied to these elements, as shown in Figure 6.
To perform this operation, the jig is covered with a cover piece or mask 5, shown in Figures 7 and 8, respectively in plan and in cross section. It has the shape of a thin plate provided with a certain number of holes 6 which correspond in number, position and dimension with the holes 1 of the jig, so that this part rests on the upper part of the jig. jig, as shown in figure 6, so as to cover the parts of this jig which are not already opened by the base elements themselves. Selenium 7 powder is projected onto the elements, as shown in Figure 6,
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in an amount sufficient to form a good coverage.
The thickness of the powder layer is not limited, and experience will show how thick this covering must be to provide a good selenium element under the conditions of heat and pressure which will be. subsequently applied.
After the application of the selenium, the cover piece 5 is removed, leaving the selenium-coated elements in the jig, as shown in figure 9. The elements can then be completed while being held in the jig if one the desire.
A usual step of the process consists, as shown in figure 9, in placing the jig with the elements covered with selenium between the plates 8 and 9 of a press, in order to compress the selenium powder against the plate of based. This pressure is usually supplemented with a suitable heat treatment, for example by heating the press plates to a temperature which can be gold from 100 to 1500 Centigrade. The amount of pressure exerted is not limited, and may for example be about 1000 pounds or pounds per inch or square inch (70 Kg. 350 per cm2 but somewhat less or greater pressures may be satisfactory. This pressure applied under the heat treatment causes the selenium particles to adhere to each other and with the base plate.
The elements can then undergo other treatments while they are held in the jig. For example, another processing step may consist of placing the jig with the elements in an oven, and subjecting them to the ordinary heat treatment of about 200 centigrade to cause crystallization of the selenium. The elements in the jig may be subjected to another treatment, such as fumigating the selenium surfaces with selenium dioxide, or coating said surfaces with a lacquer.
The usual counter-electrode can then be applied to the surfaces of the elements by placing on them, while they are still in the jig, a cover piece or
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mask which may be similar to the part 5 used previously, except that the holes must be somewhat smaller than the holes 6 so that the counter-electrodes do not cover the oiroonferential edges of the elements coated with selenium. With such a cover in position, a suitable metal jet, such as a "Wood" metal jet or other suitable alloy, can be sent over the selenium surfaces to form the back electrodes of the electrode. well known way.
Then, if desired, the elements, while still in the jig, can be subjected to a voltage applied between the counter electrode and the jig to cause the formation of blocking layers at the junction point. selenium surfaces and the counter electrode, as known to improve straightening characteristics.
After these various treatments the individual elements can be removed from the jig.
It is obvious that any step or treatment mentioned above can be applied to the elements in the template, and that other treatments than those indicated can take place. In addition, the described method is not necessarily limited to the use of circular discs as base plates, and these can be of any desired shape.
CLAIMS.
1 - Method for making a series of selenium elements in a set, which comprises: placing a number of basic elements or parts in a jig; the reopening of said elements by means of an adherent layer of selenium; and applying the counter electrodes to these elements, while keeping them in the jig.
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