CH196454A - Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems mit unsymmetrischer Leitfähigkeit. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines     Elektrodensystems    mit     unsymmetrischer    Leitfähigkeit.    Die Erfindung bezieht sich auf Verfah  ren zur Herstellung     eines        Elektroden-          systems    mit     unsymmetrischer        Leitfähigkeit,     bei dem .eine der Elektroden in :der Haupt  sache aus Selen besteht.  



  Die     Erfindung    bezweckt, Selen     in,        repro-          duzierbarer        Weise    in     Elektrodensystemen     verwenden zu können, wobei die Leitfähig  keit     derart    eingestellt werden kann,     dassi    sie  für verschiedene     Selenelektroden    in den     auf-          gabauten    Systemen     annähernd    den gleichen       Wert    hat.

   Beider Massenfabrikation ist     die     Erzielung eines solchen gleichmässigen Er  zeugnisses in einfacher Weise von ganz  grosser     Bedeutung.     



       Das        Verfahren;    gemäss     vorliegender    Er  findung     ist    ,dadurch     gekennzeichnet,    dass das  im Handel erhältlicher :Selen zunächst der  art behandelt wird,     ,dass    die Wirksamkeit  der     im.    Selen     vorhandenen        Begleitstoffe    be  züglich der Leitfähigkeit     des    :Selens. aufge  hoben wird, worauf dem     Selen    zur Steige  rung seiner Leitfähigkeit :

  Stoffe     zugesetzt     werden, und das Selen nach     Aufbringen    auf  einen Träger- unter     dem    Einfluss, :einer Er-         hitzung    in die     leitende        kristallinische    Form       übergeführt        wird.     



  Es ist     bekannt,    bei der Herstellung von       Photozellen    das Selen durch Destillation auf  einen Träger niederzuschlagen und auf     diese          Weise    die     Selenelektrode        unmittelbar    herzu  stellen. Es     wird    dabei bezweckt,     reines        iSelen     zu erhalten, :da es sich gezeigt hat,     @dassi,die          im    Selen befindlichen     Verunreinigungen,die          photo-elektrisch-o    Wirkung     beeinträchtigen     können.

   Bei     Trookengleichrichtern,        also    bei       Systemen    mit     unsymmetrisoher    Leitfähigkeit       hingegen,    welche halbleitende     Selenelektro-          den    enthalten, ist es üblich,     denn    Selen     Stoffe     wie     Alkalimetalle        zuzusetzen,    da     dides    :die  Leitfähigkeit erhöht.  



  Nach :der Erfindung wird nun aber vor  geschlagen, bei solchen Systemen, bei denen       zugesetzte    Stoffe vorhanden sein     müssen,     um     ,die        Leitfähigkeit    des Selens zu erhöhen,  zunächst den     umgekehrten        Schritt    anzuwen  den; nämlich vorhandene .Stoffe     unwirksam     zu machen.  



  Das     Verfahren    nach der Erfindung bil  det eigentlich einen Umweg, :da zunächst      die im Selen     befindlichen    Begleitstoffe zum       Beispiel    dem Selen entzogen oder     sonstwie          unschädlich    gemacht werden, um deren Wirk  samkeit bezüglich der Leitfähigkeit des  Selens aufzuheben, worauf zur Steigerung  der     Leitfähigkeit    .Stoffe zugesetzt werden.  



  Der     Vorteil        gegenüber    dem Bekannten ist  darin zu erblicken,     dass    durch diese Mass  nahme ,die Leitfähigkeit des Selens aus  schliesslich durch     die    beim zweiten Schritt       des        Verfahrens        zugesetzten    Stoffe     bestimmt          wird,    indem die vorher vorhandenen     Begleit.          Stoffe,    deren Menge und Wirkung     sclüver     kontrollierbar sind, keine Rolle mehr spielen.  



  Es ist     der    Anwendung dieser     31assnalime     zu verdanken,     dass-    Selen erhalten wird, des  sen Leitfähigkeit man vollkommen in der  Hand hat, so dass eine absolute     Reproduzier-          barkeit    erreicht     wird,    die bei der     Massen-          fabrikation    von     Selenelektroden        unbedingt     erforderlich ist.  



       Dies    ist besonders wichtig bei mit einer       Selenelektrode    ausgestatteten Detektoren, da  gerade bei dieser Art von Systemen die     Re-          produzierbarkeit    im     Zusammenhang    mit der  Eigenkapazität, aber namentlich mit der  Dämpfung infolge des innern Widerstandes  eines Detektors, eine .grosse Rolle spielt.  



  Um die Wirksamkeit der im Selen vor  handenen Begleitstoffe bezüglich der Leit  fähigkeit des Selens aufzuheben,     wird        vor-          teilhaft    das an sich     bekannte    Destillierver  fahren angewendet.  



  Dieses kann bei der Herstellung eines       Elektrodensystems    nach der Erfindung einen  zusätzlichen Vorteil Liefern, der aus folgen  dem     hervorgehen    dürfte.  



       Bei    der     Herstellung    wird eine     hohe    Tem  peratur     (etwa        \200      C) angewendet, um das  Selen in die leitende     kristallinische        Forni     überzuführen. Dabei verdampft     das    Selen an  der Oberfläche, so dass vorhandene     Begleit-          stoffe    und     Zusätze    oben liegen.

   Diese bil  den, falls sie Isolierstoffe sind, auf der       Selenelektrode    eine Grenzschicht mit     holieni          @@G@iderstand,    welche die     Eigenschaft    hat, die       Gegenemission    des     Selens        herabzusetzen,     welche infolge der erhöhten Leitfähigkeit des    Selens ebenfalls erhöht wird. Dies ist     nament,     lieh bei     Gleielirichtern    von Bedeutung, da  infolge dieser     Wirkung    das     Gleichrichterver-          hältni6        verbessert    wird.  



  Der Vorteil     besteht    nun darin, dass durch       die    Destillation die     Begleitstoffe    des Selens  entfernt;     werden,    so dass diese nicht auf un  kontrollierbare Weise die Bildung der Grenz  schicht     beeinflussen.    Infolge der Destillation  hat     inan    die     Beschaffenheit    der     Grenzschicht     vollkommen in der Hand.  



  Als besonderer     bezw.    der erwähnten       Destillation    vorangehender Schritt,     kann        vor-          teilhaft    durch das     Selen    ein Luftstrom hin  durchgelassen     werden,    der die Begleitstoffe  unwirksam macht.  



  Um dem gereinigten Selen eine grosse       Leitfähigkeit    zu erteilen, kann man     ilini.    im  flüssigen Zustand,     zuin        Beispiel    Wismut  jodid zusetzen. Ein sehr     günstiges        Verhält-          nis    ist 1     Gewichtsprozent        BiJ-          Im    folgenden ist ein Beispiel der Herstel  lung eines     Elektrodensysteins    nach     dem    er  findungsgemässen Verfahren beschrieben.  



       Armoplies    Selen wird     m    einem     entlüfte-          ten    Destillierapparat aus Jenaglas unter ver  mindertem Druck     geschmolzen,    wobei es,  um es     überdestillieren    zu     lassen,    bis zu etwa  400 " C erhitzt     wind.    Dann wird von diesem  Selen eine gewisse     Menge    abgenommen und  auf einem Träger über eine     bestimmte    Ober  fläche und bis auf eine gewisse Stärke aus  gestrichen.

   Der Widerstand dieser     Selenelek-          trode    wird gemessen, nachdem sie einige  Zeit auf eine Temperatur von ?00          C erhitzt  worden ist, wodurch der     Umwandlungsvor-          gang    von der amorphen in die kristallinische  Form des Selens erfolgt.  



       Messungen    zeigen,     dass    der Widerstand  des     destillierten    Selens     betriiehtlieh    geringer       als    ,jener von Selen ist, das den gleichen Be  arbeitungen wie oben     erwähnt    unterworfen.  aber nicht     destilliert    worden ist. Dies bedeu  tet also     bereits    einen ersten Vorteil: hierzu  kommt,     ivie    bereits erwähnt. noch der wei  tere Vorteil, dass die     Begleitstoffe    des Han  delserzeugnisses     ihre        Einwirkungsfähigkeit     nicht mehr ausüben können.

        Dem gereinigten, geschmolzenen Selen  wird nun 1     %        BiJ-.        zugesetzt,    wobei so     lange          umgerührt    wird, bis sich alles     BiJ3    fein im       Selen    verteilt hat.  



       Diese    Masse wird auf einem     Messingträ-          ger,    der zur     Förderung    der Haftfähigkeit  der     Selenschicht    amalgamiert ist, bis auf eine       ,Stärke    von 0,1 mm flach     ausgestrichen.    Das       Ganze    wird dann in einem Ofen angeordnet       und    während     etwa        2!4        Stunden    oder sogar  beträchtlich länger bis zu 200   C erhitzt.

         Diese        Behandlung    erfolgt, um das Selen in  die leitende     kristallinische        Struktur    überzu  führen. Die Leitfähigkeit der     Selenelektrode     ist     jetz    erheblich grösser, als jener einer in  üblicher Weise hergestellten     Selenelektrode.     



  Eine     aus    Polystyrol     bestehende,    Sperr  schicht kann aus einer Lösung in     Benzol     aufgebraucht werden, wonach die zum Bei  spiel aus einem Tropfen     groodmetall    beste  hende     Gegenelektrode,    im flüssigen Zustand  aufgebracht wird. In diesen Tropfen kann  ein Draht gesteckt sein, um einen Anschluss  an die     Gegenelektrode    zu ermöglichen.  



  Im folgenden wird ein Herstellungsbei  spiel     angegeben,    bei dem die     Begleitstoffe     durch Luftdurchfuhr     unwirksam        gemacht     werden.  



       Amorphes        Selen,    wird geschmolzen.     Durch     das     flüssige    Selen wird ein Luftstrom hin  durchgeführt. Dies erfolgt bei einer Tempe  ratur von<B>35,0'</B> C während etwa 4     Stunden.     Die     Veränderung    der Leitfähigkeit ist dem  Umstand zuzuschreiben, dass     die    im Handels=       selen    befindlichen     Begleitstoffe        mittels    der  durch den in der     hindurchgeführten:

          Luft     enthaltenen Sauerstoff     herbeigeführten        Ogy-          ,dation        unwirksam    gemacht     werden.     



  Nach der Luftdurchfuhr wird dem :Selen  eine Menge von 1 Gewichtsprozent     Calcium-          wolframat        (CaW04)    unter Umrühren zuge  setzt,     wobei    das     Ca-W04    sich fein im Selen  verteilt. Der Zusatz dieses Stoffes bewirkt  eine bedeutende     Herabsetzung    des     spezifi-          schen    Widerstandes des     Selens.     



  Ausserdem können als folgende     Schritte     die im vorerwähnten Beispiel genannten  Massnahmen getroffen werden.    Der     zugesetzte    Stoff bildet bei der     Er-          hitzung    des Selens, um es     in    die leitende       kristallinische    Form     überzuführen,        ebenfalls     eine Grenzschicht mit den     vorerwähnten     Vorzügen.  



  Auch durch     Anwendung    dieses Verfah  rens ist es möglich, ein     Elektrodensystem     reproduzierbar in Massenfabrikation herzu  stellen.  



  Es gibt im     Rahmen    der     Erfindung    auch  noch andere Verfahrensbeispiele.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines Elek- trodensystems mit unsymmetrischer Leit fähigkeit, bei dem eine der Elektroden in der Hauptsache aus Selen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das im Handel erhält liche Selen zunächst derart behandelt wind, dass die Wirksamkeit der im Selen vor handenen Begleitstoffe bezüglich der Leit fähigkeit des Selens aufgehoben wird, wor auf dem Selen zur Steigerung seiner Leit fähigkeit Stoffe zugesetzt werden,

   und das Seien nach Aufbringen auf einen Träger un- -ber dem Einfluss einer Erhitzung- in die lei tende kristallinische Form. übergeführt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Selen geschmol zen und ein Luftstrom hindurchgeführt wird, um die Begleitstoffe des .Selens un wirksam zu machen. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steigerung der Leitfähigkeit das Selen geschmolzen und Wis.mutjodid zugesetzt wird. 3: Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ,dass dem flüssigen Selen Wismutjodid in einem Verhältnis von 1 Gewichtsprozent zugesetzt wird.