175328. lajstromszámú szabadalom • Készülék fényenergia, előnyösen napenergia átalakítására és eljárás a készülék előállítására
11 175328 12 tét fémből, célszerűen alumíniumból levő kb. I, 25xlCT3 mm vastagságú 311 réteggel vonjuk be. A 311 réteg csatlakozik az összes 301—305 gömb magához. Ha szükséges, a 310 réteg eltávolításával szabaddá vált felületet mechanikusan is meg lehet munkálni, vagy pedig ion-implantációs forrásba lehet helyezni, mielőbb az ohmikus érintkezés biztosítására szolgáló iongalvanizálás megtörténne. A 9. lépésben a fémcsőrendszerből eltávolítva a lemezt a járulékos 312 réteggel vonjuk be, ez nagyobb szilárdságú anyagból készül, és a fém 311 réteget védi. A 312 réteg is képezhető szilikongyantából a 309 réteg szigetelő anyagával azonosan, de az átlátszóság nem követelmény. Miután a 312 réteget felhelyeztük és hőkezeltük, a 307 szubsztrátot eltávolítjuk. A lemezt alsó felületén valamilyen oldószerben, mint pl. triklóretilénben mossuk, a paraffinból készült 308 réteg eltávolítására és ezzel a 4. lépés akril lakkja szabaddá válik a 301-305 gömbök felületén. Észrevehető, hogy a 9. lépés befejezése után kialakuló végleges struktúra általánosságban megegyezik a II. ábra szerintivel. Az eljárás befejezése után ezeket a lemezeket 52 szalagokká vágják (lásd 12. ábra) és a fényelektromos átalakítóban történő átalakító elemeiként az 50 tartályba helyezik. A fenti eljárások bármelyikét akár lépésenként, akár pedig folyamatos formában lehet használni. A folyamatos gyártás gazdaságossági szempontokból általánosságban előnyösebb, és kiválóan alkalmazható a leírt módszereknél. Ebben az esetben az ideiglenes 307 szubsztrát enyhén hajlított rozsdamentes acél lehet, és ez használható a lemez hordozására az egymás utáni folyamatoknál, majd a kialakult struktúrát, mini folyamatos szalagot eltávolítjuk a lemezről a 9. lépésben ismertetett módon. A szalagot a 311 és 312 réteget pedig ellentétes oldalán a sugárzás fogadására alkalmas módon helyezik el. Jóllehet, kis gömbök használata különlegesen előnyös, a találmány tárgyát képező berendezésben bármilyen alakú fényelektromos forrás előnyösen használható. így pl. elképzelhető az 52 szalag kialakítása vékonyfilm-módszerek segítségével. Ebben az esetben a félvezető anyag vékony rétegeit vékony fémlemezre helyezik Fang, Eprath és Nowak által az Applied Physycs Letters című lap (alkalmazott fizikai levelek) 25. kötet 10. szám 1974. november, pp 583-584 által leírt módon. Lehetséges az olyan félvezető, mint pl. a szilícium, pl. zafír szubsztrátra történő helyezése is, a módszerek a szakemberek előtt jól ismertek. Ha a félvezető rétegeket független kis felületű fénygenerátorokká lehet osztani, akkor a hibákat is elviselő működés minden további nélkül biztosítható. A fényelektromos forrásokat ahogy nem korlátozza az alakjuk, ugyanúgy a pn átmenetek sem határolják. így pl. Schottky eszközöket is lehet használni. A Schottky-gátak a félvezető test felületére közvetlenül helyezett fémréteget tartalmaznak. A test anyaga és a fém olyanok, hogy a fém—félvezető találkozásánál levő gát vezetővé válik ha megvilágítás éri. A fényelektromos források jól ismertek és gyárthatók Schottky-gát átmenetekkel. A Schottky-gát cellák gyártási folyamatát Anderson és Milano írta le a Proceedings of IEEE (beszámoló az IEEE működéséről) című lapban 1975. január, pp. 206—207. Ennél az alkalmazásnál leírt elektrolitot használva a platinát 6 az Anderson és Milano által használt alumínium ujjérintkezővel lehet helyettesíteni. Minden egyes esetben a fényelektromos eszközök kiválasztott felületeit az az elektrolit nedvesíti, amelyben a vegyi reakció megtörténik. A nedvesítés alatt a jelen alkalmazás szellemében azt értjük, hogy valamilyen elektrolit fizikai és elektromos érintkezésben van a fényelektromos celláknak legalább a kiválasztott részével. A fent leírt rajzokban látható, hogy a fényelektromos cellákba eső fény áthalad az elektroliton. Bár ez megfelelő geometriai elrendezés és alkalmazása korszerű, könnyen elképzelhető olyan fényelektromos cella konstrukció is, ahol a fény nem az elektroliton át érkezik, de a cellákat nedvesíti az elektrolit az áram vezetésére és a kívánt vegyi reakciók kialakítására. Szabadalmi Igénypontok 1. Készülék fényenergia átalakítására, amely legalább egy fényelektromos eszközt és elektrolitot tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a fényelektromos eszköz olyan fényelektromos cella (11, 30-34, 111, 112, 211, 212, 211’, 212’), amely elektromos áram hatására kémiai változást szenvedő elektrolittal (13, 113, 213) van nedvesítve. 2. Az 1. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy tartálya (50, 110, 210) van, amelyen belül több fényelektromos cella (30—34, 111, 112, 211, 212, 211’, 212’) van elhelyezve, és a tartályban (50, 110, 210) a cellákat (30-34, 111, 112, 211, 212, 211’, 212’) nedvesítő elektrolit (113, 213) van. 3. A 2. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fényelektromos cellákat (30-34, 111, 112, 211, 212, 211’, 212’) ellenkező vezetési típusú félvezetők közötti félvezető átmenetek (11c, 41, lile, 112c, 211c, 212c, 211c’, 212c’) alkotják. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy fényelektromos cellák (11, 30-34, 111, 112, 211, 212, 211’, 212’) Schottky-gát átmenetet tartalmaznak. 5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fényelektromos cellák (30-34, 111, 112, 211, 212, 211’, 212’) egymással sorba vannak kapcsolva. 6. A 2—5. igénypontok bármelyike szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fényelektromos cellák (111, 31, 34, 211, 211’) egy része n alaptesten (Illa, 211a, 211a’) p félvezető réteget (111b, 211b, 211b’), a fényelektromos cellák (112, 212’, 30, 32, 33) másik része p alaptesten (112a, 212a, 212a’) n félvezető réteget (112b, 212b, 212b’) tartalmazna*. 7. A 2—6. igénypontok bármelyike szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tartályhoz (50, 110, 210) legalább az egyik kémiai reakció termékét elvezető csőrendszer (56) csatlakozik. 8. A 7. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a csőrendszerhez (56) az elektrokémiai reakció termékeit rekombináló, és elektromos energiát előállító tüzelő cella (65) csatlakozik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
