У 1876 р Адамсом і Дейем було відкрито абсолютно нове явище, яке не отримало в той час фізичного пояснення. Сутність цього явища полягала в тому, що при висвітленні палички селену на ній виникала самостійна електрорушійна сила. Як це іноді буває з новими відкриттями, про це явище скоро забули і лише в 30-х роках нашого століття воно було відкрито знову, отримало назву фотоефекту запірного шару і знайшло відразу ж практичний вихід, ставши основою фотоелементів з запірним шаром.
Перший фотоелемент подібного типу був виготовлений з закису міді і протягом ряду років мав деякий застосування. Майже одночасно з ним був винайдений селеновий фотоелемент, який отримав значно більш широке поширення і не втратив ще свого значення в наші дні.
Технологія виготовлення селенового фотоелемента зазнала з моменту його винаходу ряд змін.
В принципі будь-фотоелемент з запірним шаром, або, як його інакше називають, вентильний фотоелемент, являє собою систему, що складається з металевої підкладки, тонкого шару напівпровідника і верхнього металевого напівпрозорого електроду. В процесі виготовлення вентильного фотоелемента в районі підкладки, або в районі верхнього напівпрозорого металевого електрода повинен обов'язково утворитися замикаючий шар.
Підкладка майбутнього фотоелемента виконує дві функції. З одного боку, вона є власником крихкого селенового шару, що оберігає його від механічних пошкоджень, а з іншого боку, при її посередництві здійснюється надійний електричний контакт. У зв'язку з цим підкладка повинна бути масивною і робиться з сталевого листа товщиною 1-2 мм. Сторона підкладки в формі диска, на яку наноситься селеновий шар, шліфується або обробляється піскоструминним апаратом для того, щоб селеновий шар добре прилягав би до сталевого диску. Відшліфована підкладка ретельно промивається, висушується і підвішується всередині дзвону вакуумної установки відшліфованою поверхнею вниз.
Селеновий шар наноситься методом випаровування в вакуумі. Для цієї мети під дзвоном вакуумної установки встановлюється електронагрівальна піч, виконана з ніхромового спіралі. Всередину печі поміщається невелика скляна чашка з молібденового скла, куди завантажується декілька плавленого селену. Залізний диск знаходиться на відстані 70-100 мм від чашечки з селеном, по можливості посередині для рівномірного нанесення шару.
Після того як під дзвоном вакуумної установки встановлюється вакуум порядку 10 ^ -4 мм рт. ст. через обмотку нагрівальної печі пропускається струм з таким розрахунком, щоб знаходиться в скляній чашці селен швидко розплавився і почав випаровуватися. Потім сила струму в печі знижується до значення, що забезпечує рівний хід випаровування матеріалу.
Для отримання фотоелементів з хорошими параметрами необхідно, щоб товщина шару напівпровідника дорівнювала 0,1 мм.
Нанесення напівпровідникового шару методом випаровування в вакуумі забезпечує точне отримання заданої товщини шару і хороше його прилягання до шорсткою поверхні диска: летять молекули або атоми испаряемого речовини заповнюють всі найдрібніші поглиблення і шорсткості поверхні, в результаті чого створюється надійний електричний контакт з невеликим порівняно значенням величини перехідного опору на кордоні метал - напівпровідник.
Нанесений таким способом селен знаходиться в аморфної модифікації, має вельми високий питомий опір і ще не володіє потрібними фотоелектричними властивостями. Тому на наступній стадії технологічного процесу селен перекладається з аморфної модифікації в кристалічну, що володіє великою світлочутливістю. Для цієї мети диск з нанесеним на нього селеном, вийнятий з-під ковпака, відразу вноситься в піч, нагріту до температури 160-170 ° С. Незабаром починається кристалізація селену, що супроводжується зміною його чорного забарвлення на сіру. Після придбання всієї поверхні селену сірого забарвлення напруження печі підвищується, її температура доводиться до 200-210 ° С і майбутній фотоелемент витримується протягом півтора-двох годин при цій температурі.
До верхнього напівпрозорому металевого електрода пред'являються дві основні вимоги. По-перше, він повинен бути досить прозорий у відповідній області спектра, і, по-друге, щоб уникнути непотрібних втрат повинен володіти високою електричну провідність.
Досвід показав, що найкращі результати виходять тоді, коли верхній електрод наноситься методом катодного розпилення.
При цьому верхній електрод знаходиться під високим позитивним потенціалом. Розпорошується матеріал, що знаходиться під негативним потенціалом, піддається бомбардуванню позитивними іонами аргону внаслідок виникнення газового розряду в дзвоні, наповненому аргоном під тиском 0,1-0,15 мм рт. ст.
В процесі катодного розпилення поверхню селену нагрівається. Щоб уникнути перегріву розпорошення ведеться короткими періодами тривалістю в 10-12С з перервою по 3-5 хв.
Готові, очувствленние диски фотоелемента збираються в ебонітову або пластмасову оправлення з виведеними назовні двома зажимами.