CH203790A - Barrier photocell sensitive to X-rays and other short-wave rays. - Google Patents

Barrier photocell sensitive to X-rays and other short-wave rays.

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CH203790A
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Apparate-Fabrik G Sueddeutsche
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Sueddeutsche Apparate Fabrik G
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    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0232Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02322Optical elements or arrangements associated with the device comprising luminescent members, e.g. fluorescent sheets upon the device

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Description

  

  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Für Röntgen- und andere kurzwellige Strahlen empfindliche Sperrschichtphotozelle mit mindestens einem Element, das eine licht durchlässige Elektrode aufweist, dadurch ge kennzeichnet, dass diese Elektrode eine aus Leuchtmasse bestehende Schicht trägt. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Sperrschichtphotozelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der lichtdurchlässigen Elektrode und der Leucht- masse eine Lackschicht angeordnet ist. 2. Sperrschichtphotozelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leucht- masse eines Elementes mit der Leuchtmasse eines zweiten, ebensolchen Elementes ver einigt ist. 3. PATENT CLAIM: Barrier layer photocell sensitive to X-rays and other short-wave rays with at least one element that has a light-permeable electrode, characterized in that this electrode has a layer made of luminous material. <B> SUBClaims: </B> 1. Barrier layer photo cell according to patent claim, characterized in that a lacquer layer is arranged between the transparent electrode and the luminous mass. 2. Barrier layer photocell according to claim, characterized in that the luminous material of an element is united with the luminous material of a second element of the same type. 3. Sperrschichtphotozelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leucht- masse eines Elementes mit der Grundplatte eines zweiten, ebensolchen Elementes ver einigt ist. 4. Sperrschichtphotozelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Grundplatte nur einen sehr geringen Teil der Bestrahlung absorbiert. 5. Sperrschichtphotozelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Grundplatte ganz bestimmte Strahlen gruppen absorbiert. Barrier layer photocell according to patent claim, characterized in that the luminous mass of one element is combined with the base plate of a second element of the same type. 4. barrier photocell according to claim, characterized in that the material of the base plate absorbs only a very small part of the radiation. 5. barrier photocell according to claim, characterized in that the material of the base plate absorbs very specific groups of rays.
CH203790D 1937-06-30 1938-06-24 Barrier photocell sensitive to X-rays and other short-wave rays. CH203790A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE896396C (en) * 1950-03-11 1953-11-12 Westinghouse Electric Corp Image amplifier tubes
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