Люминесцентные концентраторы (Ж) строятся на принципе по­глощения и в дальнейшем излучения части солнечного спектра. Обыч­но Ж представляют собой пластину из прозрачного материала с до­бавками люминесцирующих веществ. Переизлучённая радиация час­тично выходит за пределы пластины, а лучи с превышением угла пол­ного внутреннего отражения начинают распространяться по пластине к её торцам, где создается повышенная концентрация излучения (рис. 8.10). Обширный анализ исследований в этой области приведён в рабо­те [8.9], материалы которой использованы в данном разделе.

При прохождении света по ЛК имеют место эффекты: самопо — глощение красителя, рассеяние, потери при полном внутреннем от­ражении, поглощение. Все перечисленные потери составляют 1-3 %/см. Используемые в ЛК полимерные материалы используют при­близительно 14 — 20% приходящего солнечного излучения. Сущест­венные потери возникают в связи с частичным перекрытием полос поглощения и люминесценции (рис. 8.11). Оптическая эффектив-

Рис. 8.10. Схема работы
люминесцентного концен-
тратора: солнечный луч по-
падает в пластину, возбуж-
дает центр люминесценции,

, часть излучения выходит
за пределы пластины, часть
• излучения направляется
к торцам пластины с СЭ

ность, равная отношению числа квантов, используемых СЭ, к числу приходящих квантов, составляет для лучших образцов 0,1-0,15.

Для ЛК применяют материалы, эффективно поглощающие солнечный свет, интенсивно люминесцирующие в спектральной об­ласти максимальной чувствительности СЭ, сохраняющие свои пара­метры в условиях эксплуатации.

Высокая растворимость органических люминофоров в поли­мерных средах (обычно в полиметилметакрилате ПММК) позволила разработать пленочные и пластинчатые концентраторы с разнооб­разными спектральными характеристиками, излучающие в видимом и ИК-диапазонах. Среди люминофоров разных химических классов наиболее часто применялся краситель желто-красного свечения — родамин 6Ж (спектрально-люминесцентные характеристики СМ на рис. 8.11, б. Эффективные полимерные ЛК созданы с использовани­ем люминофоров других типов.

Однако исследования показали, что фото — и термостабиль­ность люминесцирующих полимерных материалов недостаточно высокая. Так, после непрерывного 200—400-часового облучения ра­диаций от Солнца или УФ-ламп полимерных пластин с родамином 6Ж, кумаринами и другими люминофорами наблюдалось снижение
на 15 — 20% их оптической плотности и интенсивности свечения. Аналогичные результаты получены и при умеренном нагреве (25 — 95°С) полимерных образцов.

Существенно более стабильными спектральными параметрами характеризуются стекла и кристаллы, активированные редкоземель­ными и переходными металлами. Например, кварцевые стекла, со­держащие двухвалентные ионы редкоземельных металлов, обладают широкими полосами поглощения в УФ — и видимой областях спектра и интенсивной люминесценцией. В качестве перспективных мате­риалов рассматривается рубин.