DE1622498B1

DE1622498B1 - Filteranordnung mit einem durchlassband von ultraviolett bis etwa infrarot

Info

Publication number: DE1622498B1
Application number: DE1962O0008744
Authority: DE
Inventors: Alfred J Thelen
Original assignee: Optical Coating Laboratory Inc
Current assignee: Optical Coating Laboratory Inc
Priority date: 1961-05-17
Filing date: 1962-05-12
Publication date: 1972-12-14
Also published as: US3247392A; GB1000903A

Description

— h|
bemessen sind.

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schichten noch ein zusätzlicher, ultraviolett reflektierender Belag angebracht ist.

3. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schichten ein Wärmefilter, vorzugsweise mit einem Reflexionsverhältnis 3:1 angebracht ist.

4. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Materiahen für die Schichten A = Magnesiumfluorid MgF₂, das einen relativ niedrigen Brechungsindex H₁ = 1,38 hat, B = Titandioxid TiO₂, dessen Brechungsindex mit H₃ = 2,30 relativ hoch liegt, und C = Lanthanoxid La₂O₃ mit dem die rechnerische Bedingung der genannten Formel erfüllenden Brechungsindex^ = 1,9 verwendet sind.

5. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit ihrem durchsichtigen Tragkörper auf eine Solarzelle aufgeklebt ist.

6. Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraviolett reflektierender Belag auf dem durchsichtigen Tragkörper aufgebracht ist, um das Klebemittel gegen die Einwirkung von Ultraviolett zu schützen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranordnung mit einem Durchlaßband von Ultraviolett bis etwa Infrarot, die aus mehreren auf mindestens eine Oberflächenseite eines durchsichtigen Tragkörpers periodisch übereinander angeordneten Schichten besteht.

Bei der Verwendung von lichtelektrischen Siliziumzellen mit einem pn-Ubergang, wie sie als Solarzellen (Sonnenzellen) allgemein bekannt sind und zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie dienen, ist es bekannt, daß die Ausgangsleistung der Zelle bei zunehmender Temperatur abnimmt, d, h. mit anderen Worten, daß der Wirkungsgrad der Siliziumsolarzelle mit zunehmender Temperatur kleiner wird. Eine der wichtigsten Anwendungen der Siliziumsolarzellen besteht darin, sie als Hilfsenergiequelle in Raumfahrzeugen zu benutzen. Solche Zellen absorbieren den größten Teil der empfangenen Sonnenenergie, jedoch werden nur 10% oder weniger davon in Elektrizität umgewandelt, so daß der Rest eine Erwärmung der Zellen und des Raumfahrzeugs bewirkt. Diese Wärme erhöht die Zellentemperatur und hat noch eine weitere Herabsetzung des Wirkungsgrades der Zelle zur Folge. Der einzig mögliche Weg, die Wärme im Raum abzuführen, ist die Wärmeabstrahlung. Daher wird die Zellentemperatur hauptsächlich durch die optischen Eigenschaften der Solarzellenoberfläche bestimmt. Allgemein spricht eine Siliziumsolarzelle auf eine Strahlung zwischen 0,40 Mikron und etwa 1,1 Mikron an. Somit wird die Sonnenenergie außerhalb dieses Bandes nicht in Elektrizität umgewandelt und heizt, wenn sie absorbiert wird, lediglich die Solarzelle auf. Es sind viele Versuche gemacht worden, die unerwünschte Sonnenenergie von der Solarzelle fernzuhalten, so daß diese Energie die Solarzelle nicht aufheizt. Es haben sich jedoch beträchtliche Schwierigkeiten in dieser Hinsicht wegen der breiten spektralen Empfindlichkeit der Solarzelle zwischen 0,40 bis zu 1,1 Mikron ergeben. Bisher war noch kein geeignetes Filter verfügbar, das zu beiden Seiten dieses breiten Bandes reflektiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filteranordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit deren Hilfe der Wirkungsgrad einer daran angekoppelten Siliziumsolarzelle durch 'Kleinhaltung von deren Arbeitstemperatur gesteigert werden kann.

Die Lösung der genannten Aufgabe besteht er-■ findungsgemäß darin, daß die Schichten, die aus drei verschiedenen Materialien A, B, C mit verschiedenen Brechungsindizes H₁, n₂, H₃ bestehen, mit einer Periodizität ABCBA wie an sich bekannt angeordnet sind, daß die Schichten in an sich bekannter Weise je eine optische Dicke von einem Viertel der Bezugswellenlänge aufweisen, und daß die Brechungsindizes nach der Formel

H₁H₃ — H₂

bemessen sind. Eine solche Ausbildung der Filteranordnung macht es möglich, die Reflexionsbänder zweiter und dritter Ordnung zu unterdrücken, so daß

nur Reflexionsbänder erster und vierter Ordnung übrigbleiben. Auf diese Weise läßt sich ein Durchlaßband von großer Breite erreichen, daß dem spektralen Bereich maximaler Empfindlichkeit einer Siliziumsolarzelle mit weitgehender Annäherung entspricht.

Eine scharfe Begrenzung des Durchlaßbandes an seinem einen Ende ist dadurch erreichbar, daß auf den Schichten der Filteranordnung noch ein zusätzlicher, Ultraviolett reflektierender Belag angebracht ist. Eine entsprechend scharfe Begrenzung des anderen Endes

des Durchlaßbandes läßt sich erzielen, indem auf den Schichten ein Wärmefilter, vorzugsweise mit einem Reflexionsverhältnis 3 :1 angebracht ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der ■ Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine stark vergrößerte Schnittansicht einer mit einer Filteranordnung versehenen, durchsichtigen Unterlage,

F i g. 2 eine graphische Darstellung des Durchlaßgrades in Abhängigkeit von der Wellenlänge, wie sie für den Entwurf einer Filteranordnung gemäß der Erfindung verwendet werden kann, und die Reflexionsbänder eines allgemeinen Stapels eines Viertel-

Wellenstapels und des gewünschten Stapels der Filteranordnung darstellt,

F i g. 3 ein Kurvenbild des Durchlaßgrades in Abhängigkeit von der Wellenlänge einer Filteranordnung nach F i g. 1,

F i g. 4 ein Kurvenbild des Durchlaßgrades in Abhängigkeit von der Wellenlänge eines ultraviolettes Licht reflektierenden optischen Belags,

F i g. 5 das Kurvenbild einer Filteranordnung, welche die in F i g. 3 und 4 veranschaulichten Eigenschäften optischer Beläge oder Filteranordnungen miteinander kombiniert, um das erwünschte Durchlaßband von Ultraviolett bis etwa Infrarot zu erhalten, F i g. 6 das Kurvenbild des Durchlaßgrades einer Filteranordnung, bei der die in F i g. 3 veranschaulichten Eigenschaften eines optischen Belags mit einem wärmereflektierenden Belag derart kombiniert sind, daß sich ein besonders breites Durchlaßband ergibt.

Die in F i g. 1 gezeigte Filteranordnung 11 ist auf einem geeigneten, durchsichtigen Tragkörper 12 aufgebracht, die Filteranordnung 11 besteht aus mehreren nicht metallischen, übereinandergelegten Interferenzschichten 13 von vernachlässigbarer Absorption und von verschiedenen Brechungsindizes, die übereinander, wie in F i g. 1 dargestellt, auf einer der Oberflächen des Tragkörpers 12 aufgebracht sind. Es sind drei verschiedene mit A, B und C bezeichnete Materialien für die verschiedenen Schichten 13 vorgesehen und mit einer Periodizität ABCBA angeordnet.

Jede dieser Schichten hat eine optische Dicke von einer Viertelwellenlänge. Die Dicke solcher Anordnungen liegt in der Größenordnung der Wellenlänge des Lichtes, für welches das Filter benutzt werden soll. Die optische Dicke (Schichtdicke mal Brechungsindex) wird normalerweise auf die Wellenlänge bezogen, für welche das Filter benutzt werden soll. Jede Filteranordnung hat normalerweise eine Bezugswellenlänge, und die optische Dicke wird als Bruchteil hiervon angegeben.

In Fi J^ 2 sind verschiedene Reflexionsbänder gezeigt, wobei die Ordinate den Durchlaßgrad und die Abszisse die relative Wellenzahl angibt. Die relative Wellenzahl ist definiert als /I₀/'λ, worin /I₀ die Bezugswellenlänge und λ die Wellenlänge ist.

Die Kurve 16 in F i g. 2 zeigt verschiedene Reflexionsbänder, die durch einen mehrschichtigen Belag erzeugt sind, welcher aus periodisch aufeinanderfolgenden Schichten zusammengesetzt ist. Wie F i g. 2 zeigt, werden dabei Reflexionsbänder erster, zweiter, dritter und vierter Ordnung erhalten. Das Reflexionsband erster Ordnung ist das erste von links, da als Abszisse der reziproke Wert der Wellenlänge aufgetragen wird. Die Kurve 17 in F i g. 2 gilt für ein Viertelwellenpaket mit zwei Schichtmaterialien. Die Kurve 17 hat ein Reflexionsband der ersten Ordnung, kein Reflexionsband der zweiten Ordnung, ein Reflexionsband der dritten Ordnung und wiederum keines der vierten Ordnung. Die Kurve 18 in F i g. 2 gilt für den gewünschten Belag, der ein Reflexionsband der ersten Ordnung und ein Reflexionsband der vierten Ordnung, jedoch kein Reflexionsband der zweiten und dritten Ordnung besitzt.

In dem Aufsatz von Epstein, »Improvements in Heat Reflecting Filters«, veröffentlicht im Mai 1955 in der Zeitschrift »Journal of the Optical Society of America«, Bd. 45, Heft 5, S. 361, 362, ist ausgeführt, daß es möglich ist, zwei Bänder von unterschiedlichen Wellenlängen durch Verwendung eines Aufbaues mit einer Periodizität ABCBA zu unterdrücken. In einem weiteren=Aufsatz von R. B. Muchmore, veröffentlicht 1948 im »Journal of the Optical Society of America«, Bd. 38, S. 20, ist ausgeführt, daß es möglich ist, Antireflexionseffekte zu erhalten, sobald die Brechungsindizes und die Dicken wie folgt in Beziehung stehen:

wenn
worin

tSLn²k₁d₂ —

n₃n₀,

-ng

2π

Ίπ —

άχ = Körperliche Dicke,

= Wellenlänge,

n₀ = Brechungsindex des Mediums (Luft),
H₁ = Brechungsindex der dem Medium zunächstliegenden Schicht des Belags,
n₂ = Brechungsindex der nächsten Schicht,
n₃= Brechungsindex des Tragkörpers oder der Unterlage.

Die vorstehende Gleichung (1) erläutert, wie es möglich ist, zwei Schichten mit Antireflexionseigenschaften bei zwei Wellenlängen zu erhalten. Die Formel bestimmt die Dicke dieser Schichten und die Brechungsindizes, die benötigt werden, um ein Medium und einen Tragkörper mit dem Ziel der Erhaltung von Antireflexionseigenschaften aneinander, anzupassen. Die Formel (1) bestimmt, daß das Quadrat des Tangens eines Winkels Kd₂, der der optischen Dicke und der Wellenlänge dieser Schichten entspricht, einem Ausdruck gleich sein müssen, der die Brechungsindizes des Belags und seiner Umgebung, d. h. des Tragkörpers sowie des Mediums, in welchem der Belag verwendet werden soll, enthält. Somit bestimmt die Formel die Schichtdicken als Funktion der Brechungsindizes; jedoch muß als Voraussetzung der Richtigkeit dieser Feststellung das Produkt aus den Brechungsindizes der ersten und der zweiten Schicht dem Produkt der Brechungsindizes des Tragkörpers und des Mediums gleich sein.

Auch die optische Dicke η · d der beiden Schichten muß gleich sein. Dies kommt in der nachstehenden Gleichung zum Ausdruck.

(2)

worin Jc₁ und k₂ ebenso definiert sind wie bei Gleichung (1) und d_t und d₂ die Werte ihrer körperlichen Dicke sind.

Durch diese Gleichungen läßt sich feststellen, daß, da der Tangens quadriert ist, der positive oder negative Wert des Tangens des Winkels als Lösungen in Betracht kommen. Somit ist, wenn der Winkel Jc₁ d₁ gleich α ist, eine Lösung für π — α vorhanden, mit anderen Worten, es kann festgestellt werden, daß

π —

Mi

daraus folgt;

worin Xr und λ_Β sich auf die Wellenlänge der Kurven 17 und 18 in F i g. 2 beziehen. Ein Wellenlängenverhältnis kann auf Grund des Umstandes ermittelt werden, daß der Tangens die erwähnten beiden Lösungen liefert. Da es erwünscht ist, die Reflexionsbänder zweiter und dritter Ordnung zu eliminieren, wird ein Verhältnis vom Wert 2:3 gewählt, da das Reflexionsband zweiter Ordnung an der Stelle X₁ = γ und das Reflexionsband dritter Ordnung an der Stelle X₂ = -y auftritt. Somit ist

= 180°-72°.

Tangens 72° = 3,0777,
Quadrierter Tangens = 9,4722.
Der Wert 9,4722 wird in die Formel eingesetzt, durch' welche die Brechungsindizes der gewünschten Schicht, wie oben angegeben, verknüpft sind.

9,4722= .

In dieser Formel wird der Wert Ji₀ aus der Gleichung

Tl₁U₂ = Tl₀Tl₂,

substituiert, so daß sich folgende Form für die Gleichung ableiten läßt:

JZ₁JI₂

9,4722 = ·

(_n _ \³

«3

Diese Formel gibt die Verknüpfung zwischen den Brechungsindizes der drei zu verwendenden Materialien an. Dabei wird davon ausgegangen, daß zwei Beläge und Tragkörper als Unterlage verwendet sind. Es ist jedoch möglich, die gleiche Formel auch dann anzuwenden, wenn davon auszugehen ist, daß der Tragkörper praktisch ebenfalls ein Beleg ist, und daß. die Formel für die Bestimmung der Brechnungsindizes mehrerer Beläge gültig ist, wobei die Tragkörper und die umgebenden Medien fortgelassen sind.

Der Brechungsindex des Tragkörpers und des Mediums verdienen unabhängig hiervon noch eine weitere Überlegung. Die erste Überlegung besteht darin, daß die Reflexionsbänder zweiter und dritter Ordnung unterdrückt werden; daher hat dies nichts mit dem Tragkörper oder dem verwendeten Medium zu tun. Jedoch ist es dem Sachkundigen bekannt, daß noch andere Überlegungen in Rechnung . gestellt werden müssen, wenn Beläge an Tragkörper angepaßt werden, wie z. B. die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Tragkörper im Vergleich zu denen der Beläge oder der Wert des maximalen Durchlaßgrades usw. Wie bereits gesagt, erfordert das Anpassen der Beläge an die Unterlage und an das umgebende Medium jedenfalls noch besondere Überlegungen.

Bei Benutzung der Gleichung (6) zur Bestimmung der Brechnungsindizes der drei verschiedenen Beläge ist es normalerweise erwünscht, ein Material mit einem hohen Brechnungsindex und ein anderes mit einem niederen Brechnungsindex zu wählen. Als Material mit relativ niedrigem Brechnungsindex ist dem Sachkundigen Magnesiumfluorid MgF₂ bekannt, dessen Brechnungsindex 1,38 beträgt. Ein Material mit verhältnismäßig hohem Brechnungsindex ist Titandioxid TiO₂, dessen Brechnungsindex 2,30 beträgt. Durch Einsetzen dieser Werte in die Formeln für Ti₁ bzw. n₃ ergibt sich:

9,4722 =

n₂ (5,29 - 1,38 ■ Ji₂)
1,38-5,29 -n|

Auf diese Art ist es möglich, eine Gleichung dritter

Ordnung für den Brechnungsindex des Materials mit einem Brechnungsindex Ji₂ zu erhalten. Wird diese Gleichung umgeformt, indem der Zähler durch 9,4722 geteilt wird, so ergibt sich

- JZ₂ ¹ 4- 7,3002 = 0,5585 Ji₂ - 0,1457 nj . (8)
Durch Umformung der Gleichung ergibt sich
t£- 0,1457 nl + 0,5585 n₂ - 7,3002 = 0 . (9)

Die Auflösung dieser kubischen Gleichung führt zu einem reellen Wert von annähernd 1,9, so daß durch Substitution in der Gleichung sich folgendes ergibt:

6,859 - 0,5260 + 1,06115 - 7,3002 = + 0,0922,

worin Ti₂ = 1,9 ist.
Es zeigt sich also, daß dieses zweite Material einen Brechnungsindex von 1,9 haben kann. Ein geeignetes Material mit dem Brechnungsindex 1,9 ist Lanthanoxid La₂O₃.

Diese Kombination von Magnesiumfluorid, Titandioxid und Lanthanoxid bei Verwendung von Glas als Unterlage ist sehr zufriedenstellend. Andererseits wurde gefunden, daß Quarz als Unterlage weniger günstig ist, hauptsächlich wegen des Magnesiumfluorids. Bei Quarz ist es von Vorteil, Siliziumdioxid SiO₂, das einen Brechnungsindex von 1,56 hat, an Stelle des Magnesiumfiuorids zu verwenden. Wird dieser Wert in die Formel (6) für Ti₁ eingesetzt und die Formel dann fur Ji₂ aufgelöst, so ergibt sich ein Brechnungsindex von 1,98. Ein Material mit einem solchen oder annähernd einem solchen Brechungsindex wird dann als Belag in Verbindung mit Quarz als Unterlage verwendet.

Aus dem vorstehenden geht hervor, daß eine einzige Formel herangezogen wurde, durch welche die drei Brechnungsindizes der drei verschiedenen Materialien für die Filterschicht gemäß der Erfindung verknüpft sind.

Die Möglichkeiten der Aufbringung der verschiedenen Schichten auf einer Unterlage sind dem Sachkundigen bekannt. Im Allgemeinen erfolgt die Aufbringung als Vakuumniederschlag der Schichten in einem Hochvakuum von annähernd 0,1 Mikron Quecksilber. Die Dicke jeder Schicht wird in bekannter Weise durch die Dauer des Niederschlags- oder

Aufdampfvorganges bestimmt. Vor der Aufbringung in der dazu bestimmten Apparatur wird die Unterlage normalerweise auf mechanischem Wege und durch Elektronenbombardement gereinigt. Danach wird der Tragkörper im Hochvakuum erhitzt, worauf die Schichten nacheinander aufgebracht werden, bis der Belag gebildet ist, der die erwünschte Filterkurve ergibt.

In F i g. 3 ist eine Kurve gezeigt, die für eine Beschichtung gemäß der obigen Formel erhalten wurde. Die Daten sind als Werte des Durchlaßgrades T gegen die Wellenzahl aufgetragen. Die Wellenzahl ist definiert als X₀/;., wobei X₀ gleich der Bezugswellenlänge und λ gleich der Wellenlänge ist. Die Bezugswellenlänge ist gleich dem Mittenwert zwischen den unterdrückten Reflexionsbändern zweiter und dritter Ordnung, die eliminiert werden. Aus der Kurve von F i g. 3 ist zu ersehen, daß sich die Ubertragungsbänder über einen breiten Breich erstrecken und daß das Nutzen sein kann, bei denen es erwünscht ist, ein breites Band durchzulassen und dieses Durchlaßband nach beiden Seiten hin scharf zu begrenzen.

Aus der in F i g. 3 gezeigten Kurve ist zu ersehen, daß das Reflexionsband im Infrarotbereich (»Rot«) bei 1,6 Mikron und das Reflexionsband im Ultraviolettbereich (»Blau«) bei 0,4 Mikron Hegt, woraus sich das annähernd 1:4 betragende Teilungsverhältnis ergibt. Diese Daten geben das Teilungsverhältnis nicht genau für alle gemäß der Erfindung hergestellten Beschichtungen an, weil der Brechnungsindex sich etwas mit der Wellenlänge ändert, was eine" Änderung der optischen Dicke verursacht.

Die F i g. 4 bis 6 dienen zur Veranschaulichung der Möglichkeit, eine scharfe Begrenzung des Durchlaßbandes und eine weitgehende Reflexion der Strahlung außerhalb seiner Grenzen zu erhalten.

In F i g. 4 ist die Durchlaßcharakteristik eines üblichen Ultraviolett oder »Blau« reflektierenden

Verhältnis der Wellenlängen an den ersten beiden 20 Belags gezeigt.

benachbarten Reflexionsbändern 1,6:0,4 oder 4:1 beträgt. Diese Beschichtung unterdrückt, wie oben erläutert, die Reflexionsbänder zweiter und dritter Ordnung. Allerdings ist es ohne zusätzliche Hilfsfilter, welche Absorptionsfilter oder andere mehrschichtige Filter sein können, nicht möglich, außerhalb des Durchlaßbandes die gesamte Lichtenergie zu unterdrücken. Die Bänder der Durchlässigkeit und der Reflexion der Beschichtung sind aber jedenfalls scharf voneinander abgegrenzt.

Normalerweise erhöht jede zusätzliche Periode, die bei der Beschichtung benutzt wird, die Reflexionsfähigkeit, und diese nähert sich mehr und mehr dem Wert 100%, wenn die Beschichtung um weitere periodische Anordnungen vergrößertÄvird. Im Durchlässigkeitsbereich wird der gleiche Effekt nicht durch das Hinzufügen weiterer Beschichtungen erreicht, und zwar wegen einer Interferenzwirkung, welche das Auftreten sekundärer Minima und Maxima bewirkt, In F i g. 51 ist eine graphische Darstellung gezeigt, bei der der in Fig. 3 veranschaulichte Belag mit dem Blau reflektierenden Belag von F i g. 4 kombiniert ist. Dieser Belag reflektiert Sonnenlicht bzw. solare Energie im Bereich unter 0,4 Mikron. Da der Belag das Sonnenlicht beiderseits dieser spektrumempfindlichen Bereiche der Sonnenzelle, d. h. im Ultraviolett- und angenäherten Infrarotbereich reflektiert, kann er als »Blau-Rot-Reflektor« bezeichnet werden. Bei einem gemäß der Erfindung hergestellten Filterbelag wurde gefunden, daß dieser annähernd die Hälfte derjenigen Energie reflektiert, deren Wellenlänge größer als 1,1 ist und die etwa 23% der gesamten Sonnenenergie ausmacht.

Wenn solche Beschichtungen auf einen Tragkörper oder eine Abdeckung aus Glas aufgebracht werden, wird die durchschnittliche Gesamtemission vergrößert. Diesj^eschieht deshalb, weil Glas im spektralen Bereich maximaler Empfindlichkeit der Siliziumsolarzellen

welche nicht in ihrer Größe zunehmen, wohl aber in 40 durchsichtig ist und einen hohen Emissionswert im

ihrer Anzahl und Höhe. Diese Minima und Maxima werden bestimmt durch die Anpassung des Substrats und des Mediums vermittels der Beschichtung. Jede Beschichtungskombination besitzt einen äquivalenten Brechnungsindex. Dieser ändert sich nicht, wenn weitere periodische Anordnungen zu der Beschichtung hinzugefügt oder von ihr weggenommen werden; er besitzt eine annähernd kontinuierliche Funktion. Normalerweise kann durch Auswählen der richtigen Kombination von Materialien A, B, C in der Beschichtung die bestmögliche Anpassung an die Unterlage und an das Medium erhalten werden. Wenn eine geeignete Anpassung auf diese Weise nicht erzielt werden kann, kann es notwendig sein, einen An-•päs'sungsüberzug zu verwenden, um die Unterlage an das Medium anzupassen

Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, besitzt die Beschichtung Reflexionsbänder, die sich bei jeweils einer Wellenlänge befinden, die ein Teilungsverhältnis von 4:1 hat. Dadurch wird die Bandbreite der Beschichtung bestimmt, die ihrerseits durch die geometrischen Verhältnisse der benutzten periodischen Anordnungen gegeben ist. Die Bandbreite dieser Beschichtung oder Belegung kann nicht wesentlich verändert werden, ohne daß eine andere Beschichtung benutzt wird. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß eine solche Beletiuna bei vielen Filtcranwenduimen von Infrarotbereich liefert. Aus diesem Grunde werden dünne Glasabdeckungen vorteilhaft auf die Oberseite der Solarzellenoberfläche unter Verwendung eines dünnen durchsichtigen organischen Klebemittels auf- · geklebt. Jedoch wird in Anbetracht des Umstandes, daß solche Klebemittel durch Ultraviolettbestrahlung dunkel werden können, ein Ultraviolett reflektierendes Filter, wie es in der Kurve von F i g. 4 veranschaulicht ist, auf die Unterfläche des Glases aufgebracht, um eine Verschlechterung des Klebemittels zu verhindern und die durchschnittliche solare Absorptionsfähigkeit der Zelle zu verkleinern.

Es wurde festgestellt, daß durch Verwendung einer solchen Filterglasabdeckung die durchschnittliche Gesamtemission der Solarzelle zwischen 0 und 150° C auf 0,85 bis 0,90 erhöht werden kann im Vergleich zu 0,80 für die blanke Solarzelle.

Die überzüge werden somit auf durchsichtige Unterlagen oder Tragkörper aufgebracht. Sie können aber auch unmittelbar auf die Solarzelle durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht werden, um einen unterschiedlichen Aufbau zu bilden. Wenngleich die auf diese Weise mit solchen Belägen erhaltenen Ergebnisse nicht mit den auf Glasabdeckungen aufgebrachten Belägen vergleichbar sind, so ergeben sie doch eine wesentliche Verbesserung gegenüber iinabücdcckten Zellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY 209 551/190

Claims

Patentansprüche:

1. Filteranordnung mit einem Durchlaßband von Ultraviolett bis etwa Infrarot, die aus mehreren auf mindestens einer Oberflächenseite eines durchsichtigen Tragkörpers periodisch übereinander angeordneten Schichten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten, die aus drei verschiedenen Materialien A, B, C mit verschiedenen Brechungsindizes H₁, H₂, H₃ bestehen, mit einer Periodizität ABCBA wie an sich bekannt angeordnet sind, daß die Schichten in an sich bekannter Weise je eine optische Dicke von einem Viertel der Bezugswellenlänge aufweisen und daß die Brechungsindizes nach der Formel