"Журнал технической физики"
Издателям
Вышедшие номера
Исследование (моделирование) Ni-63 бета-вольтаических батарей на основе кремниевых солнечных элементов
Горбацевич А.А. 1,2, Данилин А.Б.3, Корнеев В.И. 4, Магомедбеков Э.П.5, Молин А.А.6
1ФИАН, Москва, Россия
2Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Зеленоград, Москва, Россия
3ООО Иннотра
4Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»
5РХТУ им. Д.И. Менделеева
6ООО "Центр Атоммед", Москва, Россия
Email: aagor137@mail.ru, danilin@innotra.ru, kvi_07@mail.ru, eldar@rctu.ru
Поступила в редакцию: 1 декабря 2015 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2016 г.

Проведены экспериментальные измерения и численное моделирование бета-вольтаических ячеек на основе стандартных кремниевых солнечных элементов с двусторонним нанесением на них источников бета-излучения в виде изотопа 63Ni. Рассчитаны оптимальные параметры ячейки, включая ее толщину, уровень легирования подложки, глубины создаваемого с лицевой стороны p-n-перехода, p+-слоя с обратной стороны, а также активности материала источника. Определены предельные теоретические значения напряжения холостого хода 0.26 V, тока короткого замыкания 2.1 muA, выходной мощности ячейки 0.39 muW и коэффициента эффективности преобразования радиоактивной энергии в электрическую энергию 4.8% при активности источника бета-излучения 40 mCi. Выполнено сравнение результатов численного анализа и экспериментальных данных.
  • Rappaport P. // Phys. Rev. 1953. Vol. 93. P. 246-247
  • Olsen L.C. // Proc. 9th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference. 1974. P. 754
  • Olsen L.C., Cabauy P., Elkind B.J. // Phys. Today. 2012. Vol. 65. N 12. P. 35-38
  • Guo H., La A. // The 12th Internat. Conf. Sol. Stat. Sensors. Boston. 2003. P. 36-39
  • Ulmen B., Desai P.D., Moghaddam S., Miley G.H., Masel R.I. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2009. Vol. 282. N 2. P. 601-604
  • Liu Y., Hu R., Yang Y., Wang G., Luo S., Liu N. // Appl. Radiat. Isotop. 2012. Vol. 70. P. 438-441
  • Gao H., Luo S., Zhang H., Wang H., Fu Z. // Energy. 2013. Vol. 51. P. 116-122
  • Chu J., Piao X. // J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS. 2009. Vol. 8. N 2. P. 021 180
  • Kai Wu, Changhong Dai, Hang Guo. // 6th IEEE Intern. Conf. Nano/ Micro Engineer. Molec. Systems. 2011. P. 724-727
  • Tang X., Ding D., Liu Y., Chen D. // Sci. China. Tech. Sci. 2012. Vol. 55. N 4. P. 990-996
  • Zuo G., Zhou J., Ke G. // Appl. Radiat. Isot. 2013. Vol. 82. P. 119-125
  • Munson C.E., Arif M., Streque J., Belahsene S., Martiner A., Romdane A., Gmili Y.E., Salvastrinr J.P., Voss P.L., Ougazzaden A. // J. Appl. Phys. 2015. Vol. 118. P. 105 101
  • Murashev V.N., Mordkovich V.N., Legotin S.A., Rabinovich O.I., Krasnov A.A. // J. Nano Electron. Phys. 2014. Vol. 6. N 4. P. 04 012
  • Бете Г. Квантовая механика. М.: Мир, 1965. 333 с
  • Беспалов В.И. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. 369 с
  • Рау Э.И. Моделирование взаимодействия электронного пучка с веществом методом Монте-Карло. М.: Изд-во физического факультета МГУ, 2012. 35 с
  • Everhart T.E., Hoff P.H. // J. Appl. Phys. 1971. Vol. 42. N 13. P. 5837-5846
  • Fermi E. // IL Nuovo Cimento. 1934. Vol. 11. N 1. P. 1-10
  • Mott N.F., Massey H.S.W. // Amer. Math. Soc. 1934. Vol. 40. N 5. P. 369-370
  • Klein C.A. // J. Appl. Phys. 1968. Vol. 39. N 4. P. 2029-2038
  • Wu K., Dai C. // IEEE Intern. Conf. Nano/Micro Engineer. and Molecul. System. 2011 P. 724-727
  • Revankar S.T., Adams T.E. // J. Energ. Power Sources. 2014. Vol. 1. N 6. P. 321-329
  • Chen H., Yin J., Li D. // J. Semicond. 2011. Vol. 32. N 8. P. 084 006
  • Liu P., Chang Y., Zhang J. // J. Micromech. Microeng. 2014. Vol. 24. P. 1-7
  • Batchelder Geoffrey D. (Chandler, AZ, US), Betavoltaic power converter die stacking, United States Patent Application 20110291210, 12.01.2011
  • Chandrashekhar M.V.S., Christopher Ian Thomas, Michael G. Spencer. Betavoltaic cell, US7663288 B2, 16.02.2010
  • Заддэ В.В., Пустовалов А.А., Пустовалов С.А., Цветков Л.А., Цветков С.Л. Полупроводниковый преобразователь бета-излучения в электроэнергию. Патент РФ N 2452060, 27.05.2012
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.