175328. lajstromszámú szabadalom • Készülék fényenergia, előnyösen napenergia átalakítására és eljárás a készülék előállítására
3 175328 4 a tartályban a cellákat nedvesítő elektrolit van. A fényelektromos cellákat ellenkező vezetési típusú félvezetők közötti félvezető átmenetek alkotják. A félvezető átmenetek Schottky-gát átmenetek is lehetnek. A találmány szerinti készülék egy előnyös kiviteli alakjánál a fényelektromos cellák egymással sorba vannak kapcsolva. A fényelektromos cellák egy része p alaptesten n félvezető réteget, a fényelektromos cellák másik része n alaptesten p félvezető réteget tartalmaznak. A találmány szerinti készüléknek az az előnye, hogy az egyes fényelektromos cellák meghibásodásakor a tartályban levő többi fényelektromos cella zavartalanul működik tovább; így a meghibásodott cellák a jó cellákat nem befolyásolják. A találmány szerinti készülék tartályához legalább az egyik kémiai reakció termékét elvezető csőrendszer csatlakozik. A csőrendszerhez az elektrokémiai reakció termékeit rekombináló és elektromos energiát előállító tüzelő cella csatlakozik. A találmány szerint a különálló fényelektromos cellák egy rétegben vannak elrendezve, és a tartálynak fényáteresztő borítása van. Az egy rétegben elrendezett különálló fényelektromos cellák mindegyike az alaptest és a felületi réteg ellenkező vezetési típusú anyagai között átmeneteket tartalmaz, mely alaptestek egy része p vezetési típusú anyagból, míg az alaptestek másik része n vezetési típusú anyagból van. Annak érdekében, hogy a fényelektromos cellák sarkam nagyobb feszültség jelenjen meg, az egyes különálló fényelektromos cellák egymással sorba vannak kapcsolva. A fényelektromos cellák szilícium alapú, germánium alapú vagy galliumarzenid alapú félvezető anyagból lehetnek. A találmány tárgya továbbá a fentiekben ismertetett találmány szerinti készülék előállítására szolgáló eljárás, amelynek során első vezetési típusú félvezető anyagokból alaptesteket, majd azok felületén második vezetési típusú anyagú réteget alakítunk ki, második vezetési típusú félvezető anyagból alaptesteket, majd azok felületén első vezetési típusú anyagú réteget alakítunk ki, a szétváiaszthatóan összefüggő első és második alaptesteket ideiglenes szubsztráton, az alaptesteket rögzítő réteg közvetítésével helyezzük el, az alaptestek közötti ideiglenes szubsztrát feletti hézagokat szigetelőanyagból levő réteggel kitöltjük, az alaptesteknek a szubsztráttal szemben levő oldalát a felületi réteg alatti mélységig iemunkáljuk, az alaptestek lemunkált oldalára az összes első vezetési típusú alaptestet, valamint az összes második vezetési típusú alaptestet összekötő vezető réteget viszünk fel, a vezető rétegre tartóréteget viszünk fel, majd az ideiglenes szubsztrátot a rögzítő réteggel együtt eltávolítjuk. Az első és második vezetési típusú alaptesteket előnyösen az anyag megolvasztásával alakítjuk, ebből cseppeket alakítunk ki, majd ezt követően a lényegében gömb alakú alaptesteket lehűtjük. A találmány szerinti megoldást az alábbiakban konkrét kiviteli példák kapcsán, valamint a mellékelt ábrák segítségével ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra az optikai-vegyi átalakító egy lehetséges kialakítása részlete metszetben, a 2. ábra az 1. ábra szerinti átalakító elektromos helyettesítő kapcsolása, a 2 3. ábra az optikai átalakító egy további kiviteli példája részletének metszete, a 4. ábra a 3. ábra szerinti átalakító egy részének etek’.romos helyettesítő kapcsolása, az 5. ábra a 4. ábra szerinti eszköz elektrolit—elektróda átmenetének áram-feszültség jelleggörbéjét mutatja be, a 6. ábra a 4. ábra áramkörének egyszerűsített megoldása , a 7. ábra az optikai-vegyi átalakító egy további kiviteli alakját mutatja metszetben, a 8. ábra a 7. ábrán bemutatott rész elektromos helyettesítő kapcsolása, a 9. ábra a szokásos félvezető fényelektromos cella megoldásnak metszeti képe, a 10. ábra a félvezető anyag találmány szerinti hatásosabb kihasználását szemlélteti, a 11. ábra a találmány szerinti fényelektromos generátor egy részének metszeti képe, a 12. ábra a találmány szerinti hosszú csővel kialakított elektrclitíkus átalakító térbeli képe, a 13. ábra a találmány szerinti rendszer működési tömbvázlata, és végül a 14 ábra a fényelektromos generátor kialakításának folyamatát mutatja. Az 1. ábra a sugárzás-vegyi átalakító részét szemlélteti, amelyben a fényelektromos eszközt a fényelektromos 11 cella alkotja. A fényelektromos 11 cella felső felületét a 13 elektrolit nedvesíti. A 10 tartály fedele olyan fényáteresztő anyagból készül, mint pl. az üveg, amelynek 14 alsó felülete van. A fényelektromos 11 cella felső felületét a 15 és 16 fénysugár világítja meg. A fényelektromos 11 cella félvezetős cella, amelyben alla alaptest anyaga előnyösen szilícium. A 11b félvezető réteget a szokásos oxid maszkolási és beépítési technikával alakítjuk ki, amely a 11c átmenetet alkotja, és amelyik a bemutatott módon a 11 cella felületének egy részén terül el. így pl. a 11a alaptest készülhet 0,5—1,0 Ohm cm fajlagos ellenállású n típusú szilíciumból, melyen 1019/cm3 felületi koncentrációjú és 0,5—1,0 mikron átmenet mélységig diffundált p típusú 11b félvezető réteg van. A lld és lie átlátszó elektródákat helyezzük a 11b félvezető rétegre. A nemesfémből, mint platinából vagy palládiumból készült elektródákat 150 Angstrom vastagságú rétegben szórással visszük fel a felületre, majd 250 °C-on 5 percig szintereljük. Változatként a fenti fémekből készült nem átlátszó elektródák is helyezhetők a besugárzott felület egy kis részére. A fényelektromos 11 cellát alig szigetelő testek közé helyezzük. A 15 és 16 fénysugár sugárzásának hatására a 11c átmenet 0,4—0,6 V feszültséget kelt. Ez a feszültség a cella 1 ld és lie átlátszó elektródán is megjelenik. Ez a feszültség áramot hoz létre a 13 elektrolitban, mint azt a szaggatott 18 vonal mutatja. Ha pl. szilícium cellát használunk, akkor az elektrolit nitrozilklorid (NOC1) lehet. Ebben az esetben alle átlátszó elektródán, mint katódon nitrogénoxid keletkezik, és a lld átlátszó elektródán, mint anódon klór válik ki. A termék két gáz, amelyet a 17a szigetelővel rögzített 17 félig-áteresztő membrán választ el. A nitrogénoxidot a 19 nyíláson, a klórt pedig a 20 nyíláson át lehet kivezetni. Friss 13 elektrolitot a 21 nyíláson át biztosítunk. Az átalakító folymatosan működve elnyeli a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
