【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核能技术应用领域，具体涉及到一种以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池。
技术介绍
1、随着微机电系统(mems)技术的飞速发展，核电池因其具有可微型化、可集成化、能量密度高、使用寿命长和不依赖外界能量(化石燃料和太阳能)等特点成为微机电系统电源的理想选择。微型核电池主要有微型热电转换核电池、β辐射伏特效应核电池和辐致光伏效应核电池三种，其中β辐射伏特效应核电池因其与太阳能电池在基本结构与能量转换装置上是基本一致的，仅在能量源上有所不同受到广泛关注。β辐射伏特效应核电池主要由放射源和换能器件两部分组成，通过同位素放射源衰变产生β粒子后，利用换能器件的内建电场分离辐生电子-空穴对，再由两侧电极分别收集电子和空穴形成辐生电流完成衰变能向电能的转换。目前对β辐射伏特效应核电池的研究主要针对不断优化换能器件的结构，寻找更宽禁带的半导体材料以及放射源与半导体材料的匹配程度等几个方面进行的。在放射源的选择上，出于防护、避免对周围电子设备造成损伤以及使用寿命等方面考虑，一般选用比功率较大的纯β放射源作为β辐射伏特效应核电池的放射源；经研究发现，在半导体材料的选用上，禁带宽度大、本征载流子浓度小的半导体材料适合制备反向饱和电流较低的半导体换能器件，这将有助于提高核电池的开路电压、电学输出性能、能量转换效率和半导体材料的抗辐照性能等，目前换能器件所用的半导体材料已经从第一代的单晶体材料发展到了第三代的宽禁带半导体材料，比如：sic、gan。
2、在β辐射伏特效应核电池中，放射源从最初的放射源147pm发展到放射源3h、放射
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池由上到下各层结构依次包括，
5、放射源90sr/90y层(100)；
6、p面电极(200)；
7、有源层(300)；
8、下波导层(400)；
9、缓冲层(500)；
10、以及n面电极(600)。
11、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述核电池放射源90sr/90y层(100)发射出的β粒子，通过辐射电离效应，产生电子-空穴对，在内建电场的作用下，电子和空穴被分离并分别被p面电极(200)和n面电极(600)收集，形成电流。
12、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述p面电极(200)与n面电极(600)为泡沫铝。
13、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：：所述泡沫铝的厚度为260nm。
14、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述有源层(300)的掺杂浓度为1.1×1019cm-3，厚度为50nm。
15、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述下波导层(400)的掺杂浓度为1.2×1018cm-3～1.4×1018cm-3，厚度为11000nm～12000nm。
16、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述缓冲层(500)的掺杂浓度为1.8×1016cm-3，厚度为1000nm。
17、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述放射源90sr/90y层(100)为表面出射活度为200mci/cm-2的长方形固态放射源90sr/90y。
18、本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池的制备方法。
19、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池的制备方法，其特征在于：包括，
20、取1000nm厚的n型gaas为衬底，采用低压化学气相沉积技术在n型gaas衬底上外延一层的低掺杂n型外延层；在低掺杂n型外延层内扩散一层高掺杂p区，从而形成pin结，最后取形成的基本pin结，在p型和n型半导体两面分别溅射260nm的泡沫铝电极。
21、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：：所述n型gaas掺杂浓度为1.8×1016cm-3；所述n型外延层厚度12000nm，掺杂浓度为1.2×1018cm-3；高掺杂p区厚度约为50nm，掺杂浓度为1.1×1019cm-3。
22、本专利技术有益效果：
23、本专利技术提供了一种以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的β辐射伏特效应核电池。所述β辐射伏特效应核电池以泡沫铝作为欧姆接触电极材料，相对于以金属作为欧姆接触电极材料的β辐射伏特效应核电池而言，具有更多的衰变粒子进入换能器件，也就是进入换能器件的衰变能会更高；同时，由于选用泡沫铝作为欧姆接触电极材料，为了获得更高的输出性能和电池转换效率，将金属逸出功与半导体电子亲和势进行匹配选择，确定选用砷化镓作为半导体材料。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池由上到下各层结构依次包括，
2.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述90Sr/90Y源发射出的β粒子穿过泡沫铝电极，通过将金属铝材料换用为泡沫铝电极，将更多的衰变能沉积在GaAs中，形成电子-空穴对，在内建电场的作用下，形成电流。
3.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述P面电极(200)与N面电极(600)为泡沫铝。
4.如权利要求3所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述泡沫铝的厚度为260nm。
5.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述有源层(300)的掺杂浓度为1.1×1019cm-3，厚度为50nm。
6.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述下波导层(400)的掺杂浓度为1.2×1018cm-3～1.4×1018cm-3，厚度为11000nm～12000
7.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述缓冲层(500)的掺杂浓度为1.8×1016cm-3，厚度为1000nm。
8.如权利要求2所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述放射源90Sr/90Y层(100)为表面出射活度为200mci/cm-2的长方形固态放射源90Sr/90Y。
9.如权利要求1～8所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池的制备方法，其特征在于：包括，
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述N型GaAs掺杂浓度为1.8×1016cm-3；所述N型外延层厚度12000nm，掺杂浓度为1.2×1018cm-3；高掺杂P区厚度约为50nm，掺杂浓度为1.1×1019cm-3。
...【技术特征摘要】
1.一种以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池由上到下各层结构依次包括，
2.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述90sr/90y源发射出的β粒子穿过泡沫铝电极，通过将金属铝材料换用为泡沫铝电极，将更多的衰变能沉积在gaas中，形成电子-空穴对，在内建电场的作用下，形成电流。
3.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述p面电极(200)与n面电极(600)为泡沫铝。
4.如权利要求3所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述泡沫铝的厚度为260nm。
5.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核电池，其特征在于：所述有源层(300)的掺杂浓度为1.1×1019cm-3，厚度为50nm。
6.如权利要求1所述的以泡沫铝作为欧姆接触电极材料的核...
【专利技术属性】
技术研发人员：覃思，周柯，金庆忍，吴丽芳，廖文涛，莫枝阅，王晓明，卢柏桦，奉斌，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。