Generator, useful as converter for converting light or heat into electric energy, comprises intermetallic compounds as low work function materials, where the intermetallic compounds consist of electron donor and electron acceptor

• Main Author: STERZEL, HANS-JOSEF
• Format: Patent
• Language: English; German
• Published: 06.12.2012
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER; ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS; ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; GENERATION; SEMICONDUCTOR DEVICES

The thermionic and photoelectric generators comprise intermetallic compounds as low work function materials. The intermetallic compounds consist of an electron donor including cesium, calcium, strontium, barium, yttrium or rare earth elements, and an electron acceptor including germanium, tin, lead, magnesium, aluminum, indium, gallium, thallium, arsenic, antimony or bismuth. The intermetallic compounds comprise germanides, stannides, plumbides, aluminides indides, gallides, thallides, arsenides, antimonides or bismuthides of rare earth metals. The thermionic and photoelectric generators comprise intermetallic compounds as low work function materials. The intermetallic compounds consist of an electron donor including cesium, calcium, strontium, barium, yttrium or rare earth elements, and an electron acceptor including germanium, tin, lead, magnesium, aluminum, indium, gallium, thallium, arsenic, antimony or bismuth. The intermetallic compounds comprise germanides, stannides, plumbides, aluminides indides, gallides, thallides, arsenides, antimonides or bismuthides of rare earth metals or yttrium or thallides of alkali- or alkaline earth metals or magnesides or earth alkaline metals or rare earth metals, and an excess of electron donor. The excess of electron donor in the intermetallic compound is 0.1-1 at.%. The excess of electron donor consists of donor elements and other donor elements. Es werden thermionische sowie photoelektrische Generatoren mit Materialien extrem niedriger Austrittsarbeit für Elektronen beansprucht, welche hohe Wirkungsgrade aufweisen und zur direkten Umwandlung von Wärme oder Licht in Elektrizität eingesetzt werden können. Die Materialien niedriger Austrittsarbeit bestehen aus intermetallischen Verbindungen wie Arseniden oder Antimonden, Bismuthiden von Seltenerdmetallen oder den Germaniden, Stanniden, Plumbiden, Aluminiden, Galliden, Indiden, Thalliden von Seltenerdmetallen oder Alkali- oder Erdalkalimetallen oder aus Magnesiden von Erdalkalimetallen oder Seltenerd-metallen. Dabei wirken Cäsium, Calcium, Strontium, Barium oder Seltenerdmetalle als Elektronendonatoren und Arsen, Antimon, Bismuth, Germanium, Zinn, Blei, Aluminium, Gallium, Indium Thallium oder Magnesium als Elektronenakzeptoren. Durch einen in den festen intermetallischen Verbindungen löslichen Überschuss von Elektronendonatoren wird deren Austrittsarbeit stark erniedrigt. Thermisch wie optisch erzeugte heiße" Elektronen können über Schottky-Übergänge simultan genutzt und die Thermalisierung verhindert werden. Die Materialien extrem niedriger Austrittsarbeit können auch als Emitter in der thermionischen Kühlung, in anorganischen oder organischen Leuchtdioden, Elektronenkanonen, Restlichtverstärkern, Photomultipliern oder generell als kalte Kathoden eingesetzt werden.