一种基于β辐射伏特效应GaAs基同位素电池制造技术

本发明专利技术实施例中提供的一种基于β辐射伏特效应砷化镓GaAs基同位素电池，包括GaAs基换能单元、设置于所述GaAs基换能单元上的辐致发光材料层、设置于所述辐致发光材料层上的β辐射同位素源，通过采用含有电子/空穴传输层的GaAs基换能单元结构，增强辐生电子

【技术实现步骤摘要】
一种基于
β
辐射伏特效应GaAs基同位素电池


[0001]本专利技术涉及微机电系统中能源领域，特别涉及一种基于β辐射伏特效应GaAs基同位素电池。

技术介绍

[0002]放射性同位素电池在航空航天、国防军事、深海极地探测和医疗安全等领域具有重要应用，是备受关注的核心电池技术之一。其最大的特点和优势是寿命长，根据放射源半衰期不同，可工作几年、几十年、甚至上百年。同时它具有不受环境干扰、稳定可靠、无需人工干预、能量密度高等特点，在一些极端条件(如极地、深海、荒漠、深空)和需要长期稳定供电的应用场合具有独特优势。
[0003]同位素电池按转换机制分为直接转换机制(如直接充电型和辐射伏特效应型等)和间接转换机制(如射线荧光伏特效应型和热离子发射型等)，其中，辐射伏特效应同位素电池，是利用半导体换能单元(p
‑
n结、p
‑
i
‑
n结或肖特基结)内建电场分离辐生电子
‑
空穴对，将放射性同位素源衰变释放的粒子能量转换为电能的装置，相较于其他机制的换能方式，具有转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于β辐射伏特效应砷化镓GaAs基同位素电池，其特征在于，包括GaAs基换能单元、设置于所述GaAs基换能单元上的辐致发光材料层、设置于所述辐致发光材料层上的β辐射同位素源；所述GaAs基换能单元包括由下至上依次设置的N面电极、GaAs衬底层、缓冲层、背散层、基层、发射层、窗口层、帽子层和P面电极，所述辐致发光材料层设置在所述P面电极。2.根据权利要求1所述的基于β辐射伏特效应GaAs基同位素电池，其特征在于，所述N面电极由钛、铂或金进行镀膜制成，所述N面电极大于100nm，镀膜工艺为磁控溅射或电子束蒸发工艺。3.根据权利要求1所述的基于β辐射伏特效应GaAs基同位素电池，其特征在于，所述GaAs衬底层是N型掺杂，掺杂浓度为8E+17到4E+18cm
‑3。4.根据权利要求3所述的基于β辐射伏特效应GaAs基同位素电池，其特征在于，所述GaAs衬底层上的所述缓冲层、所述背散层、所述基层、所述发射层、所述窗口层、所述帽子层由采用金属有机化学气相沉积MOCVD或分子束外延MBE技术生长得到。5.根据权利要求1或4所述的基于β辐射伏特效应GaAs基同位素电池，其特征在于，所述缓冲层为N型掺杂的GaAs材料，厚度为0.1
‑
2.0μm，掺杂浓度为1E+16cm
‑3。6.根据权利要求5所述的基于β辐射伏特效应GaAs基同位素电池，其特征在于，所述背散层为N型掺杂的AlGaAs材料，厚度为0.1
‑
1.0μm，掺杂浓度为1E+18到1E+19cm
‑3。7.根据权利要求6所述的基于β辐射伏特效应GaAs基同位素电池，其特征在于，所述基层为N型掺杂的GaAs材料或AlGaAs材料，厚度为2
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6μm，掺杂浓度为5E+17到8E+18cm
‑3...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁磊，秦莉，曾玉刚，贾鹏，宋悦，王玉冰，雷宇鑫，邱橙，王立军，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：