Für Röntgen- und andere kurzwellige Strahlen empfindliche Sperrschichtphotozelle. Es ist bekannt, dass Strahlen, die von kürzerer Wellenlänge als die sichtbaren Strah len sind, z. B. Röntgenstrahlen, gleichfalls mit den bekannten, aus Schichten zusammenge setzten Sperrschichtphotozellen, z. B. Selen- oder Kupferoxydulphotozellen, nachgewiesen und gemessen werden können.
Röntgenstrahlen, die auf eine Sperrschicht photozelle auftreffen, durchdringen diese je nach der Art der Strahlen und dem Material der Zelle mehr oder weniger stark. Nur ein kleiner Teil der Strahlen wird in der licht empfindlichen Schicht absorbiert. Röntgen strahlen lösen daher im Verhältnis zu Strah len des sichtbaren Spektrums nur wenig Elek tronen in der lichtempfindlichen Schicht aus. Der Photostrom ist demgemäss so klein, dass besonders empfindliche Messinstrumente erfor derlich sind, um ihn anzuzeigen.
Es ist auch bekannt, die Einwirkung von Röntgenstrahlen auf solche Photozellen da durch zu steigern, dass die Strahlen auf einen Leuchtschirm aus einem der bekannten Leucht- stoffe, wie Bariumplatincyanür, Calciumwol- framat oder Willemit, geworfen werden und dann die durch die Röntgenstrahlen auf dem Leuchtschirm entstehenden sichtbaren Strah len von der Photozelle aufgefangen und von ihr in elektrische Energie umgesetzt werden.
Aber auch bei solchem Zwischenschalten eines Leuchtschirmes ist beim Messen von Röntgen- oder andern kurzwelligen Strahlen die Ausbeute an Photostrom noch sehr klein, so dass hochwertige Messinstrumente erforder lich sind, die sich wohl für Laboratoriums gebrauch eignen, weniger aber für praktischen Gebrauch, zum Beispiel den Gebrauch durch Ärzte, welche die Intensität einer Röntgen bestrahlung zu messen haben.
Durch die Erfindung soll die Empfindlich keit von Sperrschichtphotozellen für Röntgen- oder andere kurzwellige Strahlen und damit ihre Stromausbeute so gesteigert werden, dass Intensitätsmessungen auch mit weniger emp findlichen und infolgedessen weniger kost spieligen elektrischen Messinstrumenten ge- schehen höhnen, als es sonst der Fall ist. Ausserdem soll für das Messen solcher Strah len eine besonders handliche Photozelle ge schaffen werden, die ohne Zuordnung eines Leuchtschirmes arbeitet.
Gemäss der Erfindung kann dies bei einer Sperrschichtphotozelle mit mindestens einem Element, das eine lichtdurchlässige Elektrode aufweist, dadurch erreicht werden, dass diese Elektrode eine aus Leuchtmasse bestehende Schicht trägt.
Es hat sieh gezeigt, dass für den Zweck der Erfindung Selenphotozellen besonders gut geeignet sind, weil deren Grundplatten aus einem Stoff bestehen können, der Röntgen strahlen nur wenig absorbiert.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Photozelle nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dieselbe besteht aus nur einem Element.
Die Grundplatte 1 besteht vorzugsweise aus Aluminium und kann dann mit einem Nickelüberzug versehen sein. Sie kann aber auch eine mit einer dünnen Metallschicht überzogene Platte aus Glas oder einem an dern nicht metallischen Werkstoff sein. Auf die Platte 1 ist in bekannter Weise die Selen schicht 2 aufgebracht. Diese wird, nachdem sie auf der Platte 1 angeordnet ist, durch ein Wärmeverfahren in die lichtempfindliche kristallinische Form übergeführt.
Auf die so behandelte Schicht 2 ist, ebenfalls nach einem der bekannten Verfahren, eine lichtdurchlässige Elektrode 3 aufgebracht, die mit einem zur Stromabnahme dienenden Ring oder Gitter versehen ist, wobei letztere vorzugsweise nach dein bekannten Spritzgussverfahren hergestellt sind.
Auf die Elektrode 3 ist eine Leuchtmasse 5 unter Zwischenschaltung einer schützenden Lackschicht 4 aufgestrichen und zum Erstar ren gebracht. Eine solche Lackschicht ist, aber nicht immer erforderlich. Die Masse 5 ist in bekannter Weise so beschaffen, dass sie durch die zu messenden Strahlen erregt wird.
Diese Zelle kann sowohl von der Seite der Masse 5 als auch von der Seite der Grund platte 1 her- bestrahlt werden. Die Bestrahlung über die blasse 5 kommt besonders dann für die Messung von ultra violetten Strahlen oder von Röntgenstrahlen in Betracht, wenn diese möglichst wenig ab sorbiert werden sollen.
Wenn die Zelle von der Seite der Platte 1 her bestrahlt wird, können bei geeigneter Wahl von Material und Stärke dieser Platte be stimmte Frequenzgebiete der auffallenden Strahlen herausgefiltert werden. Die in der Platte 1 nichtherausgefilterten Strahlen durch dringen die Selenschicht 2 und die lichtdurch lässige Elektrode 3, in denen sie nur wenig absorbiert werden, und treffen auf die Leucht masse 5, die so zum Aufleuchten gebracht wird.
Die von der Leuchtmasse 5 ausgeben den sichtbaren Strahlen dringen ihrerseits durch die lichtdurchlässige Elektrode 3 in die Selenschicht 2 ein und lösen hier Elek tronen aus. Der so entstehende Photostrom wird in bekannter Weise an der Platte und dem Ring oder Gitter der Elektrode 3 ab genommen.
Wird die Zelle von der Seite der Leucht- masse 5 her bestrahlt, so tritt eine Filterung der Strahlung, bevor sie photoelektrisch wirk sam wird, nicht ein. Auch in diesem Falle wird die Leuchtmasse durch die auffallenden Strahlen zurr Leuchten gebracht, und die von ihr ausgehenden sichtbaren Strahlen erregen wieder die Photozelle.
Durch das Aufbringen der Leuchtmasse 5 unmittelbar auf die lichtdurchlässige Elek trode 3, oder unter Zwischenlage der Lack schiebt 4 wird ermöglicht, die Röntgenenergie besser als bisher in elektrische Energie um zusetzen und sie daher mit weniger empfirid- licherr Instrumenten genau zu messen, als es bisher möglich gewesen ist. Durch die Ver meidung eines besondern Leuchtschirmes ist die Photozelle auch handlicher.
Während die beschriebene Photozelle aus einem einzigen Element besteht, lässt sieh eine weitere Verbesserung noch durch Hinter einanderschalten mehrerer solcher Elemente er zielen. Hierfür können zwei oder je zwei Ele- rnente mit der Leuehtmasse 5 gegeneinander gelegt oder durch die Leuchtmasse gewisser- massen miteinander verkittet sein, doch kön nen auch die Leuchtmasse 5 des einen Ele mentes und die Grundplatte 1 des andern gegeneinander gelegt werden.
Die Grund platten und die Elektroden jedes Elementes müssen bei solchem Vereinigen von Elemen ten zu einer Photozelle mit Anschlussstücken versehen sein, mittels derer die Elemente parallel oder in Reihe geschaltet sind. Rönt genstrahlen, welche das eine Element voll ständig durchdrungen haben, bringen dann die Leuchtmasse des folgenden Elementes zum Aufleuchten und lösen so auch in die sem einen Photostrom aus. Durch solche Ele mentekombination lässt sich also die Ausbeute an Photostrom erheblich steigern.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Sperrschichtphotozellen mit dem Halbleiter Selen, sondern ist auch bei andern Sperr schichtphotozellen anwendbar.
Barrier photocell sensitive to X-rays and other short-wave rays. It is known that rays that are of shorter wavelength than the visible Strah sources, z. B. X-rays, also with the known, composed of layers barrier photocells, z. B. selenium or copper oxide photocells, can be detected and measured.
X-rays that strike a photocell barrier layer penetrate it to a greater or lesser extent, depending on the type of radiation and the material of the cell. Only a small part of the rays is absorbed in the light-sensitive layer. X-rays therefore release only a few electrons in the light-sensitive layer in relation to rays in the visible spectrum. Accordingly, the photocurrent is so small that particularly sensitive measuring instruments are required to display it.
It is also known to increase the effect of X-rays on such photocells by throwing the rays onto a fluorescent screen made of one of the known fluorescent substances, such as barium platinum cyanur, calcium wolframate or willemite, and then projecting the rays through the X-rays onto the Visible rays produced by the fluorescent screen are captured by the photocell and converted into electrical energy by it.
But even with such an interposition of a fluorescent screen, the yield of photocurrent is still very small when measuring x-rays or other short-wave rays, so that high-quality measuring instruments are required that are probably suitable for laboratory use, but less for practical use, for example the Use by doctors who have to measure the intensity of X-rays.
The invention is intended to increase the sensitivity of barrier photocells to X-rays or other short-wave rays and thus their current yield so that intensity measurements are also made with less sensitive and consequently less costly electrical measuring instruments than is otherwise the case. In addition, a particularly handy photocell should be created for measuring such Strah len that works without the assignment of a fluorescent screen.
According to the invention, this can be achieved in a barrier photocell with at least one element which has a light-permeable electrode in that this electrode carries a layer consisting of luminous material.
It has been shown that selenium photocells are particularly well suited for the purpose of the invention because their base plates can consist of a substance that absorbs only a small amount of X-rays.
An example embodiment of such a photocell according to the invention is shown in the drawing. It consists of only one element.
The base plate 1 is preferably made of aluminum and can then be provided with a nickel coating. But it can also be a plate made of glass or a non-metallic material covered with a thin metal layer. On the plate 1, the selenium layer 2 is applied in a known manner. After it has been placed on the plate 1, it is converted into the photosensitive crystalline form by a thermal process.
A translucent electrode 3 is applied to the layer 2 treated in this way, also by one of the known methods, which is provided with a ring or grid serving to draw current, the latter preferably being produced by the known injection molding method.
On the electrode 3, a luminous substance 5 is painted with the interposition of a protective lacquer layer 4 and brought to solidify Ren. Such a layer of varnish is, but not always, necessary. The mass 5 is made in a known manner so that it is excited by the beams to be measured.
This cell can be irradiated both from the side of the mass 5 and from the side of the base plate 1. The irradiation via the pale 5 is particularly suitable for the measurement of ultra violet rays or X-rays if these are to be absorbed as little as possible.
If the cell is irradiated from the side of the plate 1, certain frequency ranges of the incident rays can be filtered out with a suitable choice of material and thickness of this plate. The rays not filtered out in the plate 1 penetrate the selenium layer 2 and the light-permeable electrode 3, in which they are only slightly absorbed, and hit the luminous mass 5, which is thus made to light up.
The visible rays emitted by the luminous material 5 penetrate through the transparent electrode 3 into the selenium layer 2 and trigger electrons here. The resulting photocurrent is taken from the plate and the ring or grid of the electrode 3 in a known manner.
If the cell is irradiated from the side of the luminous mass 5, the radiation will not be filtered before it becomes photoelectrically effective. In this case, too, the luminous material is brought to light by the incident rays, and the visible rays emanating from it excite the photocell again.
By applying the luminous substance 5 directly to the translucent electrode 3, or with the interposition of the lacquer pushes 4, it is possible to convert the X-ray energy into electrical energy better than before and therefore to measure it more precisely with less sensitive instruments than before was possible. By avoiding a special fluorescent screen, the photocell is also more handy.
While the photocell described consists of a single element, a further improvement can be achieved by connecting several such elements in series. For this purpose, two or two elements with the luminescent compound 5 can be placed against one another or cemented to one another by the luminous substance, but the luminous substance 5 of one element and the base plate 1 of the other can also be placed against one another.
The base plates and the electrodes of each element must be provided with connecting pieces by means of which the elements are connected in parallel or in series when elements are combined to form a photocell. X-rays that have completely penetrated one element then cause the luminous material of the following element to light up and thus also trigger a photocurrent in this. With such a combination of elements, the yield of photocurrent can be increased considerably.
The invention is not limited to barrier photocells with the semiconductor selenium, but can also be used with other barrier photocells.