电源制造技术

公开了电源的各种实施例和形成这种电源的方法。电源可包括外壳、被设置在所述外壳内的衬底、以及被设置在所述衬底内并且适配成发射放射性粒子的放射性材料。所述电源可进一步包括被设置在所述衬底的外表面上的扩散阻挡层，以及被设置在所述外壳内的载体材料，其中所述载体材料包括氧化物材料。

Power Supply

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源相关申请的交叉引用本申请要求2016年12月7日提交的美国临时专利申请No.62/431,225和2017年2月8日提交的美国申请序列No.15/427,152的权益。
技术介绍
诸如辐射粒子功率转换器之类的电源可以将来自放射源的能量转换成电能，该放射源发射高能电子(例如，β粒子)。功率转换器可以通过收集由入射在功率转换器的半导体材料上的高能电子形成的电子-空穴对，来将高能电子的能量直接转换成电能，即电流。一种这样的直接电源包括发射辐射的放射性同位素和多个半导体衬底。多个半导体衬底中的每一个包括用于将辐射粒子转换成电能的结，例如，p-n结。该结收集在半导体材料内创建的由核辐射粒子与半导体材料之间的相互作用引起的电子-空穴对。具体地，当足够能量的辐射粒子入射到半导体材料上时，半导体材料中的电子被激发到半导体材料的导带中，从而产生电子-空穴对。在p-n结的n侧上形成的电子通常由于在耗尽区中创建的电场而被阻止穿过(cross)p-n结，而对应的空穴通过电场扫过(sweepacross)p-n结。在p-n结的p侧上形成的电子通过电场扫过该结，而对应的空穴被电场阻止穿过该结。当半导体材料被连接到负载时，在该结的n侧上形成的电子从p侧经由阳极并通过被连接到功率转换器的电路扫过该结。流过电路的电子随后经由阴极流入p侧中，在p侧中它们可以与来自原始电子-空穴对的空穴重新结合。利用辐射粒子的其他类型的电源通过利用设置在辐射粒子源附近的磷光体(phosphor)层来间接地转换粒子。磷光体吸收辐射粒子的能量并发射可见或不可见的光，该可见或不可见的光被光伏设备吸收并转换成电。虽然这种间接电源最初可能比直接电源效率低，但是随着时间的推移，这种间接电源比直接电源中的至少一些具有更高的效率和更长的服务寿命。
技术实现思路
一般而言，本公开提供了电源以及形成这种电源的方法的各种实施例。所述电源可包括外壳(enclosure)、被设置在所述外壳内的衬底、以及被设置在所述衬底内的放射性材料。电源还可以包括被设置在所述衬底的外表面上的扩散阻挡层，以及被设置在所述外壳内的载体材料。所述放射性材料可以适配成发射辐射粒子。在一个或多个实施例中，所述电源还可以包括辐射粒子转换器，所述辐射粒子转换器可以适配成将由所述放射性材料发射的一个或多个辐射粒子转换成电能。进一步地，在一个或多个实施例中，可以向所述衬底提供一个或多个输入，使得所述放射性材料中的至少一部分从所述衬底扩散并与所述载体材料反应以提供所述放射性粒子。在一个方面，本公开提供了一种电源，所述电源包括外壳、被设置在所述外壳内的衬底、以及被设置在所述衬底内并适配成发射放射性粒子的放射性材料。所述电源进一步包括被设置在所述衬底的外表面上的扩散阻挡层，以及被设置在所述外壳内的载体材料，其中所述载体材料包括氧化物材料。在另一方面，本公开提供了一种电源，所述电源包括外壳、衬底、以及放射性材料，其中所述外壳具有壳体和被连接到所述壳体使得所述外壳是气密密封的盖子，所述衬底被设置在所述外壳内，所述放射性材料被设置在所述衬底内并适配成发射放射性粒子。所述电源进一步包括：被设置在所述壳体内的载体材料；被设置在所述壳体内的粒子转换材料，其中所述粒子转换材料适配成将由所述放射性材料发射的所述放射性粒子转换成光；以及被设置成与所述外壳相邻的光伏设备。所述光伏设备将由所述粒子转换材料所发射的入射在所述光伏设备的输入表面上的所述光的至少一部分转换成电能。在另一方面，本公开提供了一种电源，所述电源包括外壳、衬底以及放射性材料，其中所述外壳具有壳体和被连接到所述壳体使得所述外壳是气密密封的盖子，所述衬底包括被设置在所述衬底的外表面上的扩散阻挡层，所述放射性材料被设置在所述衬底内并适配成发射放射性粒子。所述电源进一步包括被设置在壳体内的载体材料，以及被设置在所述壳体内的电荷载体分离器，使得由所述放射性材料发射的放射性粒子入射到电荷载体分离器。在另一方面，本公开提供了形成电源的方法。所述方法包括：在衬底上形成扩散阻挡层，在所述衬底内设置放射性材料，以及将所述衬底设置在壳体内。所述方法进一步包括：将载体材料设置在所述壳体内，其中所述载体材料包括氧化物材料；利用被连接所述壳体的盖子来对所述壳体进行密封以形成外壳；以及加热所述衬底，使得所述放射性材料从所述衬底扩散并与所述载体材料反应。本文中所提供的所有标题都是为了方便读者，而不应该用于限制标题之后的任何文本的含义，除非另有规定。术语“包括”及其变形在这些术语出现在说明书和权利要求书中时不具有限制意义。这种术语将被理解为暗示包含所述步骤或元件或一组步骤或元件，但不排除任何其它步骤或元件或一组步骤或元件。术语“由...组成”表示“包含有”，并且限于在短语“由......组成”之后的任何内容。因此，短语“由......组成”指示所列元素是必需的或强制性的，并且不存在其他元素。术语“基本上由......组成”表示包含在该短语之后列出的任何元素，并且限于不干扰或有助于本公开中针对所列元素指定的活动或作用的其他元素。因此，短语“基本上由......组成”指示所列元素是必需的或强制性的，但是其他元素是可选的并且可能存在或可能不存在，这取决于它们是否实质上影响所列元素的活动或作用。词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可能提供某些益处的本公开的实施例；然而，在相同或其他情况下，其它实施例也可以是优选的。进一步地，一个或多个优选实施例的列举并不意味着其他实施例没有用，并不旨在从本公开的范围中排除其他实施例。在本申请中，诸如“一(a/an)”和“该(the)”之类的术语并不旨在仅指单个实体，而是包括可以用于说明的具体示例的一般种类。术语“一(a/an)”和“该(the)”与术语“至少一个”可互换地使用。短语“…中的至少一个”和“包括…中的至少一个”之后的列表是指的列表中的项目以及列表中两个或更多个项目的任意组合中的任一者。短语“…中的至少一个”和“包括…中的至少一个”之后的列表是指的列表中的项目以及列表中两个或更多个项目的任意组合中的任一者。如本文中所使用的，术语“或”一般以其包括“和/或”的通常含义来使用，除非该内容另外明确地指出。术语“和/或”是指所列的元素中的一个或全部或所列的元素中的任何两个或更多个的组合。如本文中关于测量的量所使用的，术语“约”是指如由做出测量并运用与测量的目标以及所使用的测量设备的精度相称的关心的等级的本领域技术人员将预期的测量的量的变化。本文中，“多达”一数字(例如，多达50个)包括该数字(例如，50)。同样在本文中，通过端点对数值范围的记载包括归纳在该范围内的所有数字以及端点(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。本公开的这些和其它方面将从下面的详细描述中变得显而易见。然而，无论如何，上述
技术实现思路
不应被解释为对所要求保护的主题的限制，该主题仅由所附权利要求所限定，其可在审查期间进行修改。附图说明贯穿说明书地参照附图，其中类似参考标记指定类似元件，并且在附图中：图1是电源的一个实施例的示意性横截面图。图2是形成衬底的一个实施例的流程图，该衬底包括被设置在其中的放射性材料以用于图1的电源。图3是形成电源的方法的一个实施例的流程图。图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源，包括：外壳；衬底，所述衬底被设置在所述外壳内；放射性材料，所述放射性材料被设置在所述衬底内并且适配成发射放射性粒子；扩散阻挡层，所述扩散阻挡层被设置在所述衬底的外表面上；以及载体材料，所述载体材料被设置在所述外壳内，其中所述载体材料包括氧化物材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.07 US 62/431,225;2017.02.08 US 15/427,1521.一种电源，包括：外壳；衬底，所述衬底被设置在所述外壳内；放射性材料，所述放射性材料被设置在所述衬底内并且适配成发射放射性粒子；扩散阻挡层，所述扩散阻挡层被设置在所述衬底的外表面上；以及载体材料，所述载体材料被设置在所述外壳内，其中所述载体材料包括氧化物材料。2.如权利要求1所述的电源，其特征在于，所述外壳包括壳体和被连接到所述壳体的盖子。3.如权利要求2所述的电源，其特征在于，所述壳体包括反射性材料并且所述盖子包括透明材料。4.如权利要求2-3中任一项所述的电源，其特征在于，进一步包括被设置在所述壳体的内表面上的反射层。5.如权利要求2-3中任一项所述的电源，其特征在于，所述壳体和所述盖子中的至少一者包括玻璃材料。6.权利要求1-5中任一项所述的电源，其特征在于，所述放射性材料包括氚。7.权利要求1-6中任一项所述的电源，其特征在于，进一步包括被设置成与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·芬纳，J·L·马克曼，D·A·鲁本，J·R·沃森，
申请(专利权)人：美敦力公司，
类型：发明
国别省市：美国,US