CH160090A - Photoelektrische Zelle. - Google Patents

Description

  Photoelektrische Zelle.         Irn    Hauptpatent ist bereits vorgeschlagen  worden, den photoelektrischen Stoff der licht  empfindlichen Elektrode einer photoelek  trischen Zelle auf einer Zwischenschicht     an-          ziibringen,    die eine chemische Verbindung  und elektrisch leitende Teilchen enthält. Wie  dort angegeben, können diese Teilchen aus  Teilchen des photoelektrischen Stoffes selbst  bestehen, wobei es, vorteilhaft ist,     da.ss    die  Schicht ausser den Teilchen :dieses     photoelek-          trischen    Stoffes noch Teilchen eines andern  leitenden Stoffes enthält.

   Unter einem       photoelektrischen    Stoff ist im nachstehenden  ein Stoff zu verstehen, der bei Bestrahlung  Elektronen emittieren kann.  



  Die Erfindung hat den Zweck, die Emp  findlichkeit einer derartigen photoelek  trischen Zelle, das heisst den durch eine be  stimmte Bestrahlung der photoelektrischen  Elektrode in der Zelle     herbeigeführten    Strom,  zu     vergrösseren.     



  Eine photoelektrische Zelle gemäss der Er  findung enthält ein photoelektrisches Metall,    das sieh auf einer Zwischenschicht befindet,  die ausser Teilchen dieses     Metalles    und Teil  chen eines andern leitenden Stoffes auch noch  Teilchen des.     Oxyds    des photoelektrischen       Metalles    enthält.

   Die auf dieser Zwischen  schicht befindliche Schicht :des. photoelek  trischen     Metalles    ist     zweckmässig    sehr dünn  und kann zum Beispiel die Dicke von einem  oder einigen Molekülen haben.     Die    dieses  photoelektrische Metall tragende Schicht, das  heisst die     obenbeschriebene    gemischte Schicht,  ist     zweckmässig    dick, zum Beispiel mehr als  <B>100</B> Moleküle. Als photoelektrisches Metall  werden zweckmässig die     Alkalimetalle    be  nutzt, aber es können auch andere Stoffe;  zum Beispiel die     Erdalkalimetalle,        wie     Barium, verwendet werden.  



  Eine derartige     photoelektrische    Zelle     wird     zweckmässig auf die folgende Weise her  gestellt. In :der Zelle wird zunächst eine  Schicht eines Metalloxyds, zum Beispiel eine       Silberoxydschicht,    hergestellt, was durch  Oxydation einer zum Beispiel durch Ver-      dampfeng im Vakuum     gebildeten    Metall  schicht erfolgen kann. Die     3VIetalloxydschicht     kann jedoch auch auf andere Weise her  gestellt werden, zum Beispiel durch Ver  dampfung eines     Metalloxyds,    das sich auf  einem in der Zelle angeordneten Glühkörper  befindet.

   Nach der Herstellung der Metall  oxydschicht wird, gegebenenfalls nach Ent  lüftung der Zelle, ein Überschuss eines photo  elektrischen     Metalles,    zum Beispiel eines       Alkalimetalles,    in die Zelle eingebracht,  worauf die nicht an eine Vakuumpumpe an  geschlossene Zelle auf eine solche Tempera  tur erhitzt wird, dass das     -Metalloxyd    redu  ziert und ein Oxyd .des photoelektrischen       Metalles,    zum Beispiel     Alkalioxyd,    gebildet  wird. Dem im     Überschuss    vorhandenen       photoelektrischen    Metall wird Gelegenheit  gegeben, in das hergestellte Gemisch von  Metallteilchen und     Oxydteilchen    einzudrin  gen.

   Es ist vorteilhaft, die Zelle zu diesem  Zweck etwas zu erhitzen, zum Beispiel auf  etwa<B>100'</B> C, wobei sich auf der hergestellten  Schicht auch ein     dünnes        Alkalimetallhäut-          chen    absetzt.  



  Beim Reduzieren des Metalloxyds muss  darauf geachtet werden, dass die Zelle nicht  so hoch erhitzt wird, da das Oxyd des  photoelektrischen     Metalles    zerlegt oder ver  flüchtigt wird, oder     -dass    die gebildeten Me  tallteilchen zusammenklumpen.  



  Die Zeichnung veranschaulicht beispiels  weise eine photoelektrische Zelle gemäss der  Erfindung durch       Fig.    1 im     Schnitt;          Fig.    2 ist     eine    Darstellung eines Einzel  teils dieser     photoelektrischen    Zelle.  



  Die in     Fig.    1 ,dargestellte photoelektrische  Zelle hat eine     kugelförmige    Wand 1, an die  eine Röhre 2     angeschmolzen        ist,    die mit einem  die Elektrode 4 der Zelle tragenden Fuss: 3  versehen ist. Wie aus     Fig.    2 deutlich er  sichtlich     ist,        besteht    diese Elektrode aus  einem nahezu geschlossenen     Metallring,    des  sen Enden mit den Stromzuleitungsdrähten  5 und 6     verbunden    sind.

   Auf der Wand 1  befindet sich eine Silberschicht 7, die mit  dem Stromleitungsdraht 8 in elektrisch lei-         tender    Verbindung steht und mit einer dün  nen Schicht 9 überzogen ist, die aus. gut ver  mischten Silber-,     Caesium-    und     Caesium-          oxydteilcllen    besteht. Auf dieser     Zwi..schen-          schicht    befindet sich ein dünnes     Caesium-          häutchen    10.  



  Bei der Herstellung der Zelle wird zu  nächst auf der Wand eine Silberschicht an  gebracht. Es kann zu .diesem Zwecke auf  der Elektrode 4, bevor sie in der Zelle ange  ordnet wird, ein wenig Silber befestigt wer  den, das nach     Entlüftung    .der Zelle     mittelst     einer an das Entlüftungsröhrchen 11 an  geschlossenen Vakuumpumpe durch Erhit  zung der Elektrode 4 verdampft wird. Das  verdampfte Silber schlägt sich auf der Zel  lenwand nieder, wobei ein in der Zeichnung  nicht     dargestellter    Schirm den Niederschlag  auf einem Teil 12 .der Zellenwand verhindert.  Dieser Teil 12 bildet das Fenster, durch das  hindurch beim     Betrieb        Lichtstrahlen    in die  Zelle treten können.

   Die Silberschicht kann  auch auf andere Weise als durch Verdamp  fung im Vakuum, zum Beispiel durch Nie  derschlagen aus einer     Silberverbindung,    er  halten werden.  



  Nach der Herstellung der Silberschicht  wird Sauerstoff, zum Beispiel in der Form  von Luft, in die Zelle eingelassen, und es  wird zwischen der Elektrode 4 und der  Silberschicht eine elektrische Entladung her  beigeführt, wodurch die Oberfläche der  Silberschicht oxydiert wird. Die     Oxydation     wird zweckmässig so lange     fortgesetzt,

      bis  sich     eine    ziemlich dicke     Silberoxydschicht          g        o        leichmässiger        Struktur        gebildet        hat.        Die     Zelle wird sodann     wieder    entlüftet und nach  .der     Pumpe    zu abgeschlossen, worauf     Caesium     im Überschuss in die Zelle eingebracht wird;  dies kann zum Beispiel durch Destillation  von     einem    an das Röhrchen 13 angeschlos  senen, nicht dargestellten Behälter     aus    ge  schehen.

   Das     Caesium    kann auch, zum Bei  spiel durch Erhitzung     eines    Gemisches einer       Caesiumverbindung    und eines geeigneten       Reduktionsmittels,    in der Zelle     entwickelt     werden. Wird nach dem     Einbringen    des           Caesiums    die. Zelle auf etwas 200' C erhitzt,  so wird das Silberoxyd reduziert und es ent  steht     Caesiumoxyd.    Man muss darauf achten,  dass bei dieser Erhitzung die Zelle nicht an  die     Vakuumpumpe    angeschlossen ist, da sonst  das     Caesium    aus der Zelle herausgetrieben  würde.

   Ferner darf die Temperatur nicht  zu     hoehgesteigert    werden. Sollte die Zelle  zum Beispiel auf<B>250'</B> C erhitzt werden, so       würde    sich das     Caesiumoxyd,    das die     Zusam-          inensetzung        C.320    hat, verflüchtigen und bei  höherer Temperatur sogar zerfallen. Die  Silberteilchen würden überdies bei dieser  hohen Temperatur zusammenschmelzen, so  dass sie sich nicht mehr in feinzerteiltem Zu  stande in der Schicht vorfinden würden.  



  Während und nach der Herstellung des  Gemisches von Silberteilchen und     Caesium-          oxyd    wird dem     Ca.esiumüberschuss    Gelegen  heit gegeben, in das Gemisch     einzudringen.          Dieses    Eindringen kann durch Erhitzung,  zum Beispiel auf 100   C, der nicht an     eine     Vakuumpumpe angeschlossenen Zelle be  schleunigt werden. Es wird auf diese Weise  eine Schicht erhalten, in der Silberteilchen.       Caesiumteilchen    und-     Caesiumoxyd    in ver  mischtem Zustand vorhanden sind.  



  Ein Teil des     Ca.esiums    setzt sich als  dünne Schicht auf dieser Zwischenschicht ab.  Sollte die Zelle noch freies     Caesium    enthal  ten, so kann dieses gegebenenfalls dadurch  aus der     Zelle        entfernt    werden, dass letztere  mit einer Vakuumpumpe verbunden und  kalt entlüftet wird. Die Zelle kann auch mit  einem Seitenröhrchen verbunden werden, das  gekühlt und dann abgeschmolzen wird. Es  kann auch in die Zelle ein Stoff, zum Bei  spiel feinzerteilter Kohlenstoff, eingebracht  werden, der den     Caesiumübersehuss    absorbie  ren kann, oder es kann eine chemische Ver  bindung, zum Beispiel Bleioxyd benutzt wer  den, die den     Caesiumüberschuss    binden kann.

    Zu diesem Zwecke kann der Fuss .der Zelle  aus Bleiglas hergestellt sein.  



  Es ist einleuchtend, dass der photoelek  trische Stoff ausser aus     Caesium    auch aus     an-          (lern        Alkalimetallen    oder aus andern Stoffen,    zum Beispiel Barium, bestehen kann, und  dass in der     Zwischenschicht    auch Teilchen  eines     andern        Metalles    als Silber vorhanden  sein     können.     



  Die Zelle wird     zweckmässig    als Hoch  vakuumzelle benutzt, sie kann aber auch mit  einer Gasfüllung versehen sein.  



       Die    photoelektrische Zelle gemäss. der Er  findung besitzt eine sehr grosse Empfindlich  keit. In     Hochvakuumzellen    können zum Bei  spiel Ströme von 40     lblikroampere    je Lumen  erzielt     werden.    Diese sind     etwa    zehn Mal  stärker als die in     Hochvakuumzellen    gemäss  dem Hauptpatent erzielten Ströme. Die     Zel-          len-lassen    sich überdies so herstellen,     dass    sie  einander vollkommen ähnlich sind, so. dass. sie  sich zur Massenherstellung eignen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Photoelektrische Zelle nach Patentan spruch I des Hauptpatentes, die ein photo elektrisches Metall enthält, .das sich auf einer Zwischenschicht befindet, die eine chemische Verbindung, Teilchen des photoelektrischen Metalles und Teilchen eines andern leitenden Stoffes enthält, .dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Verbindung ein Oxyd des photoelektrischen M.etalles ist. UNTERANSPRUCH: 1.

   Photoelektrische Zelle nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das photo- elektrische Metall ein Alkalimetall und dementsprechend .die chemische Verbin dung ein Alkalioxyd ist.

   PATENTANSPRUCH II: Verfahren nach Patentanspruch II des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zelle eine Netalloxydschicht gebildet wird, worauf ein Überschuss an photoelek- trischem Metall in die Zelle eingebracht und diese dann ohne Anschluss an eine Vakuum pumpe auf eine solche-Temperatur erhitzt wird, dass das Metalloxyd reduziert und ein Oxyd des photoelektrischen Metalles gebildet wird,

   und dass man den Überschuss des photo- elektrischen Metalles in das hergestellte Ge misch eindringen lässt. UNTERANSPRUCH: 2. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man den Überschuss des photoelektrischen Ivletalles durch Erhitzung in das hergestellte Ge misch eindringen lässt.