| Si基^63Ni辐射伏特效应同位素电池的优化设计与分析 |
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| 作者姓名： | 汤晓斌 丁丁 刘云鹏 陈达 |
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| 作者单位： | 南京航空航天大学材料科学与技术学院核科学与工程系,南京210016 |
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| 基金项目： | 中国博士后科学基金资助项目（批准号：20100481140）; 南京航空航天大学基本科研业务费专项科研项目（批准号：Y1065-063） |
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| 摘 要： | 目前国内外研究的各类微能源中,β辐射伏特效应同位素电池因能量密度高、寿命长、输出性能稳定等优点在许多领域具有广泛的应用前景.本文从辐射伏特效应的基本原理出发,通过蒙特卡罗程序MCNP模拟计算β粒子在半导体材料中的输运过程,得出了辐生电流、开路电压等性能参数的计算公式,探讨了少子扩散长度、掺杂浓度、结深等对性能的影响,并提出了采用硅基63Ni源的同位素电池的最佳设计参数：63Ni源质量厚度为1mg/cm2,单晶硅半导体P区掺杂浓度为1×1019cm？3,N区掺杂浓度为3.16×1016cm？3,结面积为1cm2,结深为0.3？m,总厚度不超过160？m.得到的短路电流、开路电压、最大输出功率及转化率分别为：573.3nA,0.253V,99.85nW,4.94%.为低功率场所,如微型机电系统、心脏起搏器等所需的微能源提供参数依据.
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| 关 键 词： | 辐射伏特效应 半导体材料 同位素电池 |
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