DE2910827A1 - Wellenlaengenumsetzer fuer einen strahlungsenergieempfaenger - Google Patents

Wellenlaengenumsetzer fuer einen strahlungsenergieempfaenger

Info

Publication number
DE2910827A1
DE2910827A1 DE19792910827 DE2910827A DE2910827A1 DE 2910827 A1 DE2910827 A1 DE 2910827A1 DE 19792910827 DE19792910827 DE 19792910827 DE 2910827 A DE2910827 A DE 2910827A DE 2910827 A1 DE2910827 A1 DE 2910827A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
elements
matrix
wavelength converter
converter according
cascade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19792910827
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Gravisse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE2910827A1 publication Critical patent/DE2910827A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L31/04Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/055Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

2y 10827
Patentanwälte
Dip!-Int] Dipl-Chem. Dipl-lncj
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
E iii'ilH'rgpislriis.'if to
8 München 60
Philippe GRAVISSE 20. März 1979
18-20, rue de Presles
75015 Paris / Frankreich
Unser Zeichen: G 1455
Wellenlängenunisetzer für einen Strahlungsenergieempfänger (Zusatz zur Patentanmeldung P 27 14 477.0-33)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des Wellenlängenumsetzers des Hauptpatents. Ein solcher Wellenlängenumsetzer, der insbesondere für ein Photoelement oder einen Empfänger geeignet ist und kumulativ kurzwellige Energie mittels mehrerer szintillierender Substanzen mit hoher Quantenausbeute empfängt, die kaskadenartig wirken, was bedeutet, daß sich mit Ausnahme der am kurzwelligen Ende der Kaskade liegenden Substanz das Absorptionsspektrum einer der Substanzen und das Emissionsspektrum einer anderen Substanz überlappen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die szintillierenden Substanzen in einer einzigen Matrix aus synthetischem Harzmaterial homogen verteilt sind und abhängig von der Jeweiligen Substanz in einer Konzentration zwischen 2·10"; und 10"' Mol/kg Harzmaterial in der Matrix
Dr.Ha/Ma 909839/0912
enthalten sind, wobei die höchste Konzentration der am Kaskadenbeginn befindlichen Substanz entspricht. Dabei sind die szintillierenden Substanzen vorzugsweise aromatische Kohlenwasserstoffe.
Unter den zur Herstellung der Matrix verwendeten Harzen werden genannt die Silikone und die nicht gegen UV behandelten Polymethylmethacrylate, d.h. feste organische Matrices.
Die mit der vorliegenden Erfindung erzielten Verbesserungen betreffen sowohl die Matrices, die hier nicht mehr gleichzeitig fest und organischer Natur sind, sowie die im Innern dieser Matrices dispergierten Elemente, welche die Kaskade bewirken, deren Prinzip in den französischen Patentschriften 73 21890 und 76 09321 beschrieben ist.
Genauer ausgedrückt zeichnet sich der erfindungsgemäße Wellenlängenumsetzer dadurch aus, daß die Matrix entweder organischer Natur und flüssig ist und organische Elemente dispergiert enthält, oder anorganischer Natur, und zwar fest oder flüssig ist, wobei die dispergierten Elemente dann organisch oder anorganisch sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht die anorganische feste Matrix aus einem transparenten amorphen Körper, z.B. einem üblichen Glas und/oder extrem rasch abgekühlten transparenten chemischen Elementen oder Legierungen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht die flüssige anorganische Matrix aus Wasser.
909839/0 912
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
So ist gemäß einer ersten Ausführungsform die Matrix anorganisch und fest und besteht vorzugsweise aus einem mineralischen Glas.
Vorzugsweise verwendet man Phosphatgläser, wie sie besonders auf dem Gebiet der Lumineszenz bekannt sind, mit diesbezüglich besseren Eigenschaften als die Silicatgläser.
Außer üblichen Gläsern kann man die Matrix auch ausgehend von transparenten chemischen Elementen oder Legierungen herstellen, die extrem rasch durch sogenanntes "Spritzkühlen" abgekühlt wurden.
Unter den geeigneten Gläsern seien auch die Borsilicatgläser genannt, und in diesem Fall hat sich die Einverleibung von Lithium als günstig erwiesen, welches die Lumineszenz noch verbessert. Hingegen vermeidet man zweckmäßig in den obengenannten Gläsern Elemente wie Antimon, Arsen, Tantal, Tellur, Germanium,, Blei, Wismuth, Titan sowie ganz allgemein die Schwermetalle.
Was die in den Gläsern dispergierten Elemente anbelangt, so werden diese derart ausgewählt, daß sich ein Kaskadensystem ausbildet, wie dies in den genannten französischen Patentschriften beschrieben ist. In diesem System sind bekanntlich zwei oder mehr Elemente in der homogenen Matrix dispergiert, wobei diese Elemente sich überlappende Absorptions- und Emissionsspektren aufweisen, so daß man die gewünschte Energieübertragung erzielt.
909839/0912
Diese Elemente müssen auch mit der Matrix, in welcher sie dispergiert sind, verträglich sein; deshalb wird zusammen mit den vorstehend genannten mineralischen Gläsern mindestens ein Element aus der Lanthanidenreihe gewählt. Je nach der gewählten Variante sind die zwei oder drei die Kaskade (mit zwei bzw. drei Ebenen) bildenden Elemente alles Lanthanide oder eines dieser Elemente ist das Uran/.. ion (U(^) + r wahrend das oder die anderen Elemente Lanthan sind.
Es folgen verschiedene Beispiele für Kaskaden, die Jedoch. nicht begrenzend sind.
Kaskade mit zwei Ebenen
. Praseodym - Neodym
. Samarium - Neodym
. Europium - Neodym.
. Uranylion - Neodym
Kaskade mit drei Ebenen
Uranylion - Samarium - Neodym
. Uranylion: - Praseodym - Neodym
verschiedenen Elemente sind in dem Glas ■=,! 0^2 Mr 5 "ievf.% zugegen» Es wurde auch gefunden» daß eine luiüerun^ bezüglich der Konzentration dieser Elemente eins ferschiet« -j. undi/odier ¥erfore£tenmg: dies Emissionsspektrums dieser lets«: --en und somit; die? M&jglichfeeit mit sich bringt, auf die Kaskade über· die KoiOKemtrationen einzuwirken.
Diese festen» anorganischen Matrices werden auf zv/sd y-sger. erhalten..
Bei einer ersten Methode werden die das Glas bildenden Bestandteile vor ihrem Schmelzen mit den vorstehend genannten Elementen gemischt, dann wird das Ganze zur Homogenisierung des Gemische durchgearbeitet und das Gemisch wird dann geschmolzen, abgekühlt und vergossen.
Ein anderes Verfahren besteht darin, daß man getrennt mehrere Mischungen herstellt, wobei jede Mischung die das Glas bildenden Bestandteile und eines der vorstehend genannten Elemente enthält; in einer zweiten Verfahrensstufe werden diese verschiedenen Mischungen vereinigt, durchgemischt, dann erneut geschmolzen, wobei die Menge jeder verwendeten Mischung von der gewünschten Endkonzentration abhängt.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Matrix eine organische oder anorganische Flüssigkeit.
Nachstehend werden einige Beispiele für eine organische flüssige Matrix und für die darin dispergierten Elemente gegeben.
Beispiel 1
Matrix: Methanol
Elemente: Diphenyloxazol, Uranin S, Rhodamin B
Beispiel 2
Matrix: Toluol
Elemente: Diphenyloxazol, Anthracen, Pentacen
909839/0912
Beispiel 3
Matrix: Tetrachlorkohlenstoff
Elementes Diphenyloxazol, Uvitex MD (blaufärbend), Naphtacen
Beispiel 4
Matrix: Dibutylphtalat
Elemente: Uvitex MD, Gelb 8G, Rot GG.
Ebenso wurden verschiedene Versuche, ausgehend von anorganischen flüssigen Matrices, d.h. im wesentlichen mit wäßrigen Phasen, durchgeführt; in diesem letzteren Falle kann man entweder organische Elemente, z.B. Uranin S (oder Fluorescein) und das Gelb 8G, oder anorganische Elemente, wie sie für die festen anorganischen Matrices vorstehend beschrieben sind, verwenden, d.h. von denen mindestens eins in die Lanthanidenreihe gehört.
Vorzugsweise werden diese Elemente in Form eines ihrer Salze (Nitrat, Chlorid, Fluorid, z.B.) verwendet. Die Matrix ist dann Wasser, in welcher diese Salze besonders gut löslich sind; das Wasser besitzt vorzugsweise vor Zugabe der Elemente einen sauren pH-Wert.
Die Erfindung findet Anwendung als Energieempfänger und dessen Behandlung zur Erzielung einer Energie mit gewünschter Wellenlänge .
909833/0312

Claims (8)

  1. Patentar »walte
    Dipl-lntj Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.
    E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
    Ertüibertjerstrasse 11
    8 München 60
    Philippe GRAVISSE 20. März 1979
    18-20, rue de Presles
    75015 Paris / Frankreich
    Unser Zeichen: G 1455
    Patentansprüche
    M. Wellenlängenumsetzer für einen Strahlungsenergieempfänger, " (Zusatz zur Patentanmeldung P 27 14 477.0-33) mit einer Matrix, in welcher homogen mindestens zwei kaskadenartig wirkende Elemente dispergiert sind, d.h. Elemente, welche Energie im Bereich geringer Wellenlängen empfangen und sie in den Bereich größerer Weilenlängen wieder aussenden, wobei die Absorptions- und Emissionsspektren der verschiedenen Elemente sich gegenseitig unter Bildung der Kaskade überlappen, dadurch gekennzeichnet, daß die kaskadenartig wirkenden Elemente Praseodym, Samarium, Europium und/oder Neodym oder eine Verbindung dieser Elemente oder ein Uranylion sind und daß die Matrix anorganisch ist.
  2. 2. Wellenlängenumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix fest und ein Phosphatglas ist.
    Dr.Ha/Ma
    ™" *— "*™
  3. 3. Wellenlängenumsetzer nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix fest und ein Borsilicatglas
    ist.
  4. 4. Wellenlängenumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix fest ist und aus einem transparenten, extrem rasch abgeschreckten chemischen Element oder einer Legierung besteht.
  5. 5. Wellenlängenumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Elemente zwischen 0,2 und 5 Gew.%, bezogen auf die Matrix, variiert.
  6. 6. Wellenlängenumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Matrix flüssig ist und vorzugsweise aus einer wäßrigen Phase besteht.
  7. 7. Wellenlängenumsetzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der wäßrigen Phase dispergierten Elemente vorzugsweise in Form ihrer Salze, nämlich als Nitrat, Chlorid oder Fluorid vorliegen.
  8. 8. Wellenlängenumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Phase vor Einbringung der
    Elemente einen sauren pH-Wert besitzt.
    9098^9/0 9
DE19792910827 1978-03-21 1979-03-20 Wellenlaengenumsetzer fuer einen strahlungsenergieempfaenger Ceased DE2910827A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7808150A FR2420847A2 (fr) 1978-03-21 1978-03-21 Dispositif amplificateur d'energie rayonnante

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2910827A1 true DE2910827A1 (de) 1979-09-27

Family

ID=9206084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792910827 Ceased DE2910827A1 (de) 1978-03-21 1979-03-20 Wellenlaengenumsetzer fuer einen strahlungsenergieempfaenger

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE2910827A1 (de)
FR (1) FR2420847A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926191A1 (de) * 1978-07-04 1980-01-17 Yissum Res Dev Co Sonnenkollektor
DE102011118057A1 (de) * 2011-11-09 2013-05-16 Giesecke & Devrient Gmbh Spektraler Lumineszenzstandard für den Nahinfrarotbereich

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3426212A (en) * 1968-03-14 1969-02-04 Ruth Elizabeth Barry Klaas Radiation converter comprising transparent parallel layers containing fluorescent substances
US3591420A (en) * 1969-02-06 1971-07-06 Nasa Solar cell
US3929510A (en) * 1974-05-22 1975-12-30 Us Army Solar radiation conversion system
DE2714477A1 (de) * 1976-03-31 1977-10-20 Philippe Edouard Leon Gravisse Strahlungsenergieverstaerker

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1270639A (fr) * 1960-07-20 1961-09-01 Perfectionnement aux dispositifs d'utilisation de l'énergie lumineuse et notamment de l'énergie solaire
DE2628291A1 (de) * 1976-06-24 1977-12-29 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zur umwandlung von sonnenenergie in elektrische energie mit hilfe von lichtkonzentratoren

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3426212A (en) * 1968-03-14 1969-02-04 Ruth Elizabeth Barry Klaas Radiation converter comprising transparent parallel layers containing fluorescent substances
US3591420A (en) * 1969-02-06 1971-07-06 Nasa Solar cell
US3929510A (en) * 1974-05-22 1975-12-30 Us Army Solar radiation conversion system
DE2714477A1 (de) * 1976-03-31 1977-10-20 Philippe Edouard Leon Gravisse Strahlungsenergieverstaerker

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GB-Z.: Research Disclosure, Bd. 129, 1975, S. 20-21 *
US-Z.: Applied Optics, Bd. 16, 1977, S. 2684-2689 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926191A1 (de) * 1978-07-04 1980-01-17 Yissum Res Dev Co Sonnenkollektor
DE102011118057A1 (de) * 2011-11-09 2013-05-16 Giesecke & Devrient Gmbh Spektraler Lumineszenzstandard für den Nahinfrarotbereich
US9581540B2 (en) 2011-11-09 2017-02-28 Giesecke & Devrient Gmbh Spectral luminescence standard for the near infrared region

Also Published As

Publication number Publication date
FR2420847A2 (fr) 1979-10-19
FR2420847B2 (de) 1983-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1809484C3 (de) Äther des 2,4-Dihydroxybenzophenons. und ihre Verwendung als UV-Stabilisatoren
DE3325675C2 (de) Schmiermittel, enthaltend ein teilweise defluoriertes Graphitfluorid
DE19637433B4 (de) Metall-eingekapselte Fullerenverbindung und Verfahren zu deren Herstellung
DE1944718A1 (de) Infrarotfluoreszenzsystem
EP0073262A1 (de) Verfahren zum Abtrennen von Cäsiumionen aus wässrigen Lösungen unter Verwendung einer Adduktverbindung, bestehend aus einem macrocyclischen Polyether und einer anorganischen Heteropolysäure
DE2706771C2 (de)
DE2910827A1 (de) Wellenlaengenumsetzer fuer einen strahlungsenergieempfaenger
DE2038932A1 (de) Verfahren zur Kristallisierung einer Fluoridverbindung
DE2704649B2 (de) Durch Europium aktivierte Erdalkalisiliciumfluoride
DE2913007C2 (de)
DE3148988A1 (de) Verfahren zur waermebehandlung eines einkristalls aus wolframat
DE2517828A1 (de) Verfahren zur trennung bzw. anreicherung von isotopen
DE2713262C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol
DE2649686C2 (de)
Preetz et al. Darstellung und spektroskopische Charakterisierung von Hexachloroosmat (V)/Preparation and Spectroscopical Characterisation of Hexachloroosmate (V)
EP0106797A1 (de) Diaryljodosylsalze und Verfahren zu deren Herstellung
DE1598879C3 (de) Lösungsmittel zum Auflösen von Proben für die Flüssigszlntigrafie
DE2820889A1 (de) Lumineszierende substanz
DE10205191C1 (de) Im Schleuderverfahren hergestelltes mehrschichtiges Kunststoffrohr
DE2012528A1 (de) Verfahren zur Polymerisation von Tetrahydrofuran
EP0213502A2 (de) Leuchtstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1598879B2 (de) Lösungsmittel zum Auflosen von Proben für die Flüssigszintigrafie
Reding Zur Kenntnis der schwarzen Schwefelfarbstoffe
DE1569854C (de) Verfahren zur Herstellung von 6,13 Dihydrochinacndon in der beta Kristall form
DE2107970B2 (de) Verfahren zur Herstellung sulfathaltiger, basischer Aluminiumchloride

Legal Events

Date Code Title Description
AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2714477

Format of ref document f/p: P

8110 Request for examination paragraph 44
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: PRINZ, E., DIPL.-ING. LEISER, G., DIPL.-ING., PAT.

8131 Rejection