一种PN型核电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种ＰＮ型核电池及其制备方法，通过两次ＭＯＣＶＤ外延和一次ＨＶＰＥ外延的复合外延技术生长获得衬底－ｎ型ＧａＮ掺杂层－ｐ型ＧａＮ掺杂层结构的ＰＮ器件材料结构，再使用半导体微加工工艺溅射生成对应的接触电极，制备形成基本的电池器件，并将同位素耦合到ｐ型接触电极上，封装制备完成核电池。由于核电池的寿命取决于同位素的半衰期，故而本发明专利技术可以灵活使用防护简单的同位素种类（纯β同位素），大大提高了核电池的能量转换效率和能量密度（能量容积），延长了核电池的使用寿命，同时也为核废料变废为宝、合理利用创造了有效途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体核电池器件，尤其涉及一次转换核电池中的辐射伏特效应核电池，属于能源应用领域。
技术介绍
通常来说，电池包括化学电池和物理电池两大类。化学电池主要有干电池、蓄电池、燃料电池、微生物电池等，这些都是人类生活中见惯的常用电池类型，但此类电池的能量容积相对较小，无法满足长期供电的需求。物理电池主要包括太阳能电池和核电池两种，其中核电池也叫同位素电池或原子电池，是将原子核的放射能直接转换为电能的电池。按照能量源不同，核电池又可分为热源核电池和辐射能核电池。热源核电池利用的是同位素衰变热，如热电效应核电池；辐射能核电池是利用的同位素衰变时产生的射线能量，这一能量远远大于衰变热，如伏特效应核电池。按能量转换过程的次数可分为一次转换核电池(如热电效应和伏特效应核电池)与二次转换核电池(如辐射-光-伏特效应核电池)， 一般一次转换核电池的效率要高于二次转换核电池。本专利技术涉及的核电池属于一次转换核电池中的辐射能核电池，即辐射伏特效应核电池，其工作原理是当衰变能量射线照到核电池上，因吸收辐射能量而产生辐射电离效应，在材料中产生很多电子空穴对，电子空穴对在核电池PN结的内建电场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＰＮ型核电池，其特征在于：电池底部Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］衬底表面设有ｎ型掺杂层，且在ｎ型掺杂层表面设有表面积小于ｎ型掺杂层的ｐ型掺杂层，而两个接触电极分别设置在对应的ｎ型掺杂层和ｐ型掺杂层表面上，并在ｐ型接触电极表面设有相同表面积的纯β同位素层，其中ｎ型掺杂层是掺杂有硅且掺杂浓度介于１×１０↑［１８］／ｃｍ↑［３］～１×１０↑［１９］／ｃｍ↑［３］的ＧａＮ层；而ｐ型掺杂层是掺杂有镁且掺杂浓度介于１×１０↑［１９］／ｃｍ↑［３］～１×１０↑［２０］／ｃｍ↑［３］的ＧａＮ层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆敏，
申请(专利权)人：苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]