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