DE1171995B - Verfahren zum Aufbringen von Fotoelementen auf nichtleitende Traeger - Google Patents

Description

• Verfahren zum Aufbringen von Fotoelementen auf nichtleitende Träger Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fotoelementes auf einem mit einer leitenden Schicht versehenen nichtleitenden Träger.
• Es ist bekannt, polykristalline fotoleitende Substanzen zusammen mit den erforderlichen Fluß- und Dotierungsmitteln durch Siebdruck oder Aufsprühen auf entsprechend mit Kontakten und Leitungen versehene nichtleitende Trägerschichten für gedruckte Schaltungen aufzubringen und anschließend durch thermische Behandlung zu verfestigen bzw. zu formieren. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß das dabei erforderliche Homogenisieren und Mischen der Substanzen sehr umständlich ist und sehr große Sorgfalt erfordert, wenn eine gute Reproduzierbarkeit der hergestellten Fotohalbleiter gewährleistet werden soll. Darüber hinaus ist bei diesem Verfahren, insbesondere bei kleinen Stückzahlen, eine gewisse Materialvergeudung nicht zu vermeiden, da sowohl beim Homogenisieren der Substanzen als auch bei dem sich anschließenden Druckverfahren bzw. Sprühen Rückstände übrigbleiben. Bekanntlich gelangt sowohl beim Siebdruck als auch beim Sprühen nur ein Bruchteil der beim Verfahren erforderlichen Substanzen an die vorgesehenen Bereiche. Es ist zwar möglich, die sich auf den verwendeten Masken, Sieben od. dgl. absetzenden Substanzen zur weiteren Verwendung heranzuziehen. Diese Substanzen müssen aber, insbesondere wenn sie auch flüchtige Materialien enthalten, sorgfältig aufbereitet werden, wenn die einzelnen Elemente gut reproduzierbar sein sollen. Aus den oben angeführten Gründen sind diese Verfahren kostspielig und umständlich.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, wird ein Verfahren zur Herstellung eines Fotoelementes auf einem mit einer leitenden Schicht versehenen nichtleitenden Träger angegeben, bei dem gemäß der Erfindung die fotoleitende Substanz mit Fluß- und Dotierungsmitteln durch Elektrophorese einer kolloidalen Lösung dieser Stoffe niedergeschlagen wird.
• Dieses Verfahren hat eine ganze Reihe von Vorteilen. So entfallen z. B. die mit dem Druck- oder Sprühverfahren zwangläufig verbundenen Materialverluste. Die Schichtdicken der aufgebrachten fotoleitenden Elemente einschließlich der eingelagerten Fluß- und Dotiermittel lassen sich durch Wahl der Abscheidungsspannung und der Dauer der Abscheidung sehr genau einhalten. Die Reproduzierbarkeit der Fotoelemente ist daher sehr gut.
• Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens besteht die die abzulagernden Substanzen enthaltende Aufschlämmung aus etwa 60 % einer organischen Flüssigkeit, wie C"H50H, oder anderen mit Wasser homogene Lösungen bildenden einwertigen oder mehrwertigen Alkoholen, etwa 10 % H20, etwa 25 % feinstsuspendierter fotoleitender Substanz, wie CdSe, CdS, CdTe, von etwa 5 bis 10 w Korngröße und höchstens 5 0/0 eines Fluß- und Dotierungsmittels, wie CdC12. Die angegebene Aufschlämmung eignet sich besonders gut für die elektrophoretische Abscheidung. Die in der Flüssigkeit suspendierten Teilchen können restlos abgeschieden werden, so daß keine Materialverluste entstehen. Das als Fluß- und Dotierungsmittel dienende CdC12 kann durch geeignete Steuerung der thermischen Nachbehandlung im erforderlichen Ausmaß entfernt werden.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens sind die als Elektroden dienenden leitenden Schichten ganz oder teilweise lichtdurchlässig. Dies kann entweder durch eine entsprechend dünne Ausbildung dieser Schichten oder durch deren Ausbildung als Loch-Sieb-Rasterplatten erreicht werden.
• Die Erfindung wird anschließend an Hand der Figur näher erläutert. Auf die aus isolierendem Material bestehende Platte 1 wird die Elektrode 2 durch Aufdampfen einer dünnen Goldschicht aufgebracht. Die Schichtdicken sowie auch die anderen Abmessungen sind in der Figur der besseren Darstellbarkeit wegen stark übertrieben wiedergegeben. Tatsächlich kommen Schichtdicken der Elektroden 2 und 3 von einigen Mikron und der fotoelektrischen Schicht von etwa 10 bis 30 j in Frage. Die Platte 1 mit der aufgedampften Elektrode 2 wird in eine Aufschlämmung aus 600% C2H50H, 10% Glycerin, 28% feinstsuspendiertem CdSe von 5 j. Korngröße und 2% CdCI2 eingebracht. Anschließend wird durch Verbinden der Elektroden 2 und 10 mit einer Spannungsquelle ein elektrisches Feld erzeugt, unter dessen Wirkung die suspendierten Substanzen durch Elektrophorese auf der Elektrode 2 abgelagert werden. Bei einer vorgegebenen Beschaffenheit der Aufschlämmung und bei vorgegebenen Formen mit Abständen der Elektroden 2 und 10 ist die Dicke der abgelagerten Schicht 4 proportional der Zeit und der Spannung.
• Nachdem die Schicht 4 bei etwa 600° C gesintert und formiert wurde, wird sie durch Aufsprühen von Aluminiumoxyd in eine Schutzschicht 5 eingebettet, die nur ihre obere Fläche bzw. einen Teil davon frei läßt. Anschließend wird die Elektrode 3, die nur einen Teil der freien Fläche der fotoleitenden Schicht 4 bedeckt, durch Aufdampfen einer dünnen Goldschicht erzeugt. Soll die Elektrode 3 die ganze obere Fläche der Schicht 4 bedecken, so muß sie lichtdurchlässig sein, was durch geeignete Wahl ihrer Dicke erreicht werden kann.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines Fotoelementes auf einem mit einer leitenden Schicht versehenen nichtleitenden Träger, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die fotoleitende Substanz mit Fluß- und Dotierungsmitteln durch Elektrophorese einer kolloidalen Lösung dieser Stoffe niedergeschlagen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die abzulagernden Substanzen enthaltende Aufschlämmung aus etwa 60% einer organischen Flüssigkeit, wie C2H50H, oder anderen mit Wasser homogene Lösungen bildenden einwertigen oder mehrwertigen Alkoholen, etwa 10% H20, etwa 25% feinstsuspendierter fotoleitender Substanz, wie CdSe, CdS, CdTe, von etwa 5 bis 10 g Korngröße und höchstens 51/o eines Fluß- und Dotierungsmittels; wie CdC4, besteht.
3. 3. Durch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestelltes Fotoelement, dadurch gekennzeichnet, daß die als Elektroden dienenden leitenden Schichten teilweise oder ganz lichtdurchlässig sind.