基于cosRMC的同位素电池屏蔽计算研究 被引量：1

1

作者 王益祺 刘仕倡 +5 位作者 靳程建 李锐 孙宁延 韩毅 张显 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期622-629,共8页

热电式同位素电池系统作为一种新型能源系统,在深空、深海探测任务中有广泛应用。钛酸锶热源中的放射性同位素90 Sr和90 Y会发射β射线,β射线与物质作用产生韧致辐射,韧致辐射具有很强的穿透力,需要为热源安装屏蔽层,以降低辐射剂量。... 热电式同位素电池系统作为一种新型能源系统,在深空、深海探测任务中有广泛应用。钛酸锶热源中的放射性同位素90 Sr和90 Y会发射β射线,β射线与物质作用产生韧致辐射,韧致辐射具有很强的穿透力,需要为热源安装屏蔽层,以降低辐射剂量。当屏蔽层厚度超过一定值后,蒙特卡罗方法计算结果的统计误差显著增大,采用减方差技术可以提高热电式同位素电池屏蔽计算的准确性。同时,直接电子输运模拟耗时很长,可以通过厚靶韧致辐射模型处理电子产生的光子,从而提高计算效率。本文开展了cosRMC程序的减方差技术和厚靶韧致辐射模型在同位素电池屏蔽计算中的应用研究与验证,基于美国SNAP-21结构的设计方案,采用cosRMC程序对同位素电池进行了精细建模,通过改变外屏蔽层厚度分析其对表面剂量率的影响,并与MCNP结果进行比较。结果表明,在电池径向和轴向使用不同厚度的屏蔽层,cosRMC与MCNP计算的贫铀屏蔽层表面的剂量率的相对误差在±3σ区间内符合良好。采用栅元重要性减方差后,两程序统计误差均减小,且在电池径向5 cm处和轴向4 cm处,结果在±3σ区间内符合良好,进一步验证了cosRMC程序进行热电式同位素电池屏蔽计算的准确性。 展开更多

关键词 同位素电池 屏蔽计算 MCNP cosRMC 减方差

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同位素电池研发与应用进展 被引量：1

2

作者 汪进 魏世平 +10 位作者 金鸣 李春京 马智欣 王伟 李亚洲 王芳 洒荣园 闫少健 胡源 吴宜灿 凤麟核团队 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期224-232,共9页

放射性同位素电池因其在特定应用领域具有不可替代性和巨大的战略意义,而受到世界先进国家政府、学术界与工业界的广泛关注。本文首先介绍了同位素电池的应用现状,然后从同位素电池研发历史、最新进展和技术瓶颈等方面介绍了同位素电池... 放射性同位素电池因其在特定应用领域具有不可替代性和巨大的战略意义,而受到世界先进国家政府、学术界与工业界的广泛关注。本文首先介绍了同位素电池的应用现状,然后从同位素电池研发历史、最新进展和技术瓶颈等方面介绍了同位素电池研究进展,最后讨论了同位素电池未来重点研发方向并对我国同位素电池发展提出现实可行的建议,以期望实现我国同位素电池技术快速超车和到达世界一流水平。 展开更多

关键词 同位素电池 温差发电 辐射伏特效应

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辐射伏特效应同位素电池换能单元设计及其性能测试 被引量：11

3

作者 王关全 杨玉青 +4 位作者 张华明 胡睿 魏洪源 熊晓玲 罗顺忠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期494-498,共5页

以单晶硅基结型器件为基础,探讨其结构与辐射作用下电输出性能的关系,为辐射伏特效应同位素电池换能单元(PN结)设计提供依据。设计制作了两种可作为同位素电池换能单元用的单晶硅半导体PN结型器件,使用63Ni源辐照这些器件并测量其电输... 以单晶硅基结型器件为基础,探讨其结构与辐射作用下电输出性能的关系,为辐射伏特效应同位素电池换能单元(PN结)设计提供依据。设计制作了两种可作为同位素电池换能单元用的单晶硅半导体PN结型器件,使用63Ni源辐照这些器件并测量其电输出性能。结果表明,新设计的器件具有比原器件更大的开路电压、输出功率和能量转换效率。 展开更多

关键词 辐射伏特效应同位素电池 换能单元 电学性能

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空间放射性同位素电池发展回顾和新世纪应用前景 被引量：40

4

作者 蔡善钰 何舜尧 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期97-104,共8页

迄今为止,美俄两国已向空间发射了80多台空间核电源(包括同位素电池和反应堆电源)。重点回顾了20世纪放射性同位素电池的研发历史和空间发射现状;概括介绍了目前放射性同位素温差发电器(RTG)业已达到的技术水平和提高热电转换效率的最... 迄今为止,美俄两国已向空间发射了80多台空间核电源(包括同位素电池和反应堆电源)。重点回顾了20世纪放射性同位素电池的研发历史和空间发射现状;概括介绍了目前放射性同位素温差发电器(RTG)业已达到的技术水平和提高热电转换效率的最近动向;综述了美国、俄罗斯和欧洲航天局在21世纪初期(20001/2015)使用RTG的空间和太阳系探索计划,展现了RTG的广阔应用前景。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 放射性同位素温差发电器 热电转换器 空间核电源 热电转换效率

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GaN器件辐伏同位素电池的电输出性能研究 被引量：2

5

作者 王关全 杨玉青 +4 位作者 刘业兵 胡睿 李昊 钟正坤 罗顺忠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2365-2369,共5页

利用63 Ni和3 H源分别辐照两种可作为辐伏电池换能单元的GaN基PiN结型器件,其输出短路电流(Isc)和开路电压(Voc)分别为:对于63 Ni源,Isc=5.4nA,Voc=771mV;对于3 H源,Isc=10.8nA,Voc=839mV。其开路电压显著优于单晶硅基器件辐伏电池的输... 利用63 Ni和3 H源分别辐照两种可作为辐伏电池换能单元的GaN基PiN结型器件,其输出短路电流(Isc)和开路电压(Voc)分别为:对于63 Ni源,Isc=5.4nA,Voc=771mV;对于3 H源,Isc=10.8nA,Voc=839mV。其开路电压显著优于单晶硅基器件辐伏电池的输出结果,但与理论值有一定的差距。可能是GaN材料生长过程中产生的缺陷、电极欧姆接触不良以及器件结构等原因,导致短路电流和开路电压未能达到期望值。这些是提升GaN换能单元辐伏电池的电输出性能应解决的重要技术问题。 展开更多

关键词 辐伏同位素电池 GAN器件 电输出性能

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用于同位素电池的储能复合电极的可行性研究 被引量：1

6

作者 李鑫 王关全 +3 位作者 杨玉青 魏洪源 林黎蔚 任丁 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期175-180,共6页

借鉴太阳能电池Ti/Pd/Ag复合电极的设计方案,将其优化设计为Ti/Pd/Au复合电极并加载氚源,以此验证同位素源与换能器件整合的可行性。在N型单晶硅基体上制备电极,为研究氚在电极中的行为,用氘气模拟氚气对电极进行同位素加载,采用XRD、SE... 借鉴太阳能电池Ti/Pd/Ag复合电极的设计方案,将其优化设计为Ti/Pd/Au复合电极并加载氚源,以此验证同位素源与换能器件整合的可行性。在N型单晶硅基体上制备电极,为研究氚在电极中的行为,用氘气模拟氚气对电极进行同位素加载,采用XRD、SEM和四探针研究复合电极的储氚性能、微结构、电学性能等的变化。结果表明:复合电极能吸附氘并生成TiD_x(x≤2),具备一定的储氚性能;在Ti与Si界面处出现了TiSi_2相,表明膜基间发生了合金化,这提高了复合电极与硅基体的结合强度,同时降低了接触电阻;10^(-4)Ω·cm量级的表面电阻率基本可满足对电极导电性能的要求。由此可见,Ti/Pd/Au复合电极应用于伏特效应同位素电池是可行的。 展开更多

关键词 同位素电池 Ti/Pd/Au复合电极 储氚

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辐伏同位素电池开路电压与温度关系分析 被引量：1

7

作者 王关全 王藩予 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1820-1822,共3页

单晶硅PN结换能单元辐射伏特效应同位素电池(简称辐伏电池)开路电压温度效应很明显,通过分析与辐伏电池开路电压相关的因素,认为基本参数中基层掺杂浓度和短路电流对开路电压与温度的关系有显著影响,而顶层掺杂浓度影响非常小。大的基... 单晶硅PN结换能单元辐射伏特效应同位素电池(简称辐伏电池)开路电压温度效应很明显,通过分析与辐伏电池开路电压相关的因素,认为基本参数中基层掺杂浓度和短路电流对开路电压与温度的关系有显著影响,而顶层掺杂浓度影响非常小。大的基层掺杂浓度和短路电流对于较高温度环境中辐伏电池输出开路电压是有利的。 展开更多

关键词 辐伏同位素电池 温度效应 开路电压

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金刚石辐射伏特效应同位素电池器件研究进展 被引量：3

8

作者 刘本建 张森 +9 位作者 郝晓斌 文东岳 赵继文 王伟华 刘康 曹文鑫 代兵 杨磊 韩杰才 朱嘉琦 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第5期801-813,共13页

微机电系统、深空、深海探测任务等对于长效、便携电源提出了更高的要求。同位素电池由于其能量密度高、功率输出稳定,可以在高低温、无太阳光照等极端环境下持续不断地为月球车、海底探测器等提供能量。作为同位素电池中的主要类型,辐... 微机电系统、深空、深海探测任务等对于长效、便携电源提出了更高的要求。同位素电池由于其能量密度高、功率输出稳定,可以在高低温、无太阳光照等极端环境下持续不断地为月球车、海底探测器等提供能量。作为同位素电池中的主要类型,辐射伏特效应同位素电池由于其理论能量转换效率高、易于微型化被广泛研究,并已经成功应用于心脏起搏器。宽禁带的半导体换能结器件制作的同位素电池能够获得更高的能量转换效率。宽禁带半导体中的代表金刚石具有5.5 eV的禁带宽度与耐辐射的特性,使其成为制作辐射伏特效应同位素电池换能结器件的最佳选择。随着化学气相沉积技术的发展,金刚石晶体的外延技术突飞猛进,为金刚石半导体器件的发展打下了材料基础。本文对比了常见的同位素电池换能结用半导体材料和辐射源材料的特性,介绍了辐射伏特效应的基本原理,接着对辐射伏特效应同位素电池的关键参数进行了分析,并汇总了有关金刚石辐射伏特效应同位素电池研究的文献,通过各个参数,如开路电压、转换效率等的对比,指出了目前金刚石同位素电池发展的状态与存在的问题。通过分析金刚石与其他n型半导体材料组成的异质pn结目前的性能与应用情况,给出了基于金刚石异质pn结的高性能同位素电池的结构设计,并进行了总结与展望。 展开更多

关键词 同位素电池 辐射伏特效应 金刚石 肖特基器件 开路电压 半导体换能结 转换效率

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基于全无机钙钛矿量子点辐致荧光效应的同位素电池研究 被引量：1

9

作者 陈旺 汤晓斌 +2 位作者 刘云鹏 许志恒 张峥嵘 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期326-333,共8页

辐致光伏效应同位素电池因其具有小型化、长寿命等特点,已被广泛研究。研究工作主要致力于提升同位素电池的输出性能。本研究选取全无机钙钛矿量子点作为荧光材料,利用其发射光可调的特性以匹配不同的后端光伏器件,调控优化后同位素电... 辐致光伏效应同位素电池因其具有小型化、长寿命等特点,已被广泛研究。研究工作主要致力于提升同位素电池的输出性能。本研究选取全无机钙钛矿量子点作为荧光材料,利用其发射光可调的特性以匹配不同的后端光伏器件,调控优化后同位素电池的最大输出功率显著提升,可提高2.51～3.97倍。基于上述研究结果讨论了优化后端器件的适配性对于核探测和核医学成像等领域的应用价值和参考意义。 展开更多

关键词 全无机钙钛矿量子点 辐致光伏效应同位素电池 光谱调控

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SiC辐射伏特式同位素电池的设计及制备研究 被引量：2

10

作者 张佳辰 韩运成 +2 位作者 任雷 王晓彧 李桃生 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期182-188,共7页

辐射伏特式同位素电池使用寿命长、易于小型化,是微能源领域的优良选择。使用宽禁带半导体材料作为电池换能元件理论具有更高的能量转换效率,然而实验制备的样品能量转换效率仍偏低,仅在1%水平。本文综合分析了能量转换效率影响因素,指... 辐射伏特式同位素电池使用寿命长、易于小型化,是微能源领域的优良选择。使用宽禁带半导体材料作为电池换能元件理论具有更高的能量转换效率,然而实验制备的样品能量转换效率仍偏低,仅在1%水平。本文综合分析了能量转换效率影响因素,指出制备工艺的重要性。通过理论计算与数值模拟方法,对比分析了4种代表性半导体材料PIN构型下同位素电池理论输出性能,结果显示PIN结构SiC电池理论效率最高,可达17%。结合制备工艺水平,针对PIN型SiC电池进行了优化设计,并进行了样品制备。在3.7×10^(8) Bq 63Ni源辐照条件下,电池样品获得短路电流8~10 nA、开路电压0.45~0.82 V、效率0.26%~0.60%。实验测试结果与理论设计值相比仍有一定差距,通过分析明确了表面工艺是未来提高电池性能的重点。 展开更多

关键词 辐射伏特式同位素电池 SIC PIN结构 能量转换效率

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^(63)Ni辐射伏特同位素电池原型的研制 被引量：7

11

作者 张华明 胡睿 +3 位作者 王关全 高晖 刘国平 罗顺忠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期490-496,共7页

利用理论研究获得的换能单元参数制备了单晶硅基换能单元,确定了63 Ni的加载工艺和原型电池的封装材料配方与技术,通过加速热老化和温度交变考核了原型电池的性能。结果表明:所制备的63 Ni辐射伏特效应微型同位素原型电池的短路电流Isc... 利用理论研究获得的换能单元参数制备了单晶硅基换能单元,确定了63 Ni的加载工艺和原型电池的封装材料配方与技术,通过加速热老化和温度交变考核了原型电池的性能。结果表明:所制备的63 Ni辐射伏特效应微型同位素原型电池的短路电流Isc、开路电压Voc、最大输出功率Pmax和衰变能-电能转换效率η分别为5.97nA、88.0mV、0.255nW和0.561%;原理样机稳定输出超过220d。 展开更多

关键词 ^63Ni源 辐射伏特效应 衰变能-电能转换 微型同位素原型电池

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放射性同位素电池用铱合金包壳材料的研究进展

12

作者 谢勇 刘毅 +4 位作者 张健康 罗锡明 王春琴 李强 张国全 《贵金属》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期78-84,共7页

放射性同位素电池(RTG)对包壳材料的高温抗氧化性能有特别的要求,百瓦级以下的包壳材料可以使用Pt-30Rh合金,百瓦级以上的包壳材料需使用工作温度更高的铱合金。本文对铱合金包壳材料中掺杂钨、钍和铝等元素对金相组织结构、高温耐腐蚀... 放射性同位素电池(RTG)对包壳材料的高温抗氧化性能有特别的要求,百瓦级以下的包壳材料可以使用Pt-30Rh合金,百瓦级以上的包壳材料需使用工作温度更高的铱合金。本文对铱合金包壳材料中掺杂钨、钍和铝等元素对金相组织结构、高温耐腐蚀性能和加工性能的影响,概述了高频感应熔炼、电子束熔炼和真空电弧熔炼等加工工艺的发展。 展开更多

关键词 放射性同位素电池(RTG) 包壳材料 铱合金 掺杂机制 加工工艺

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辐致光伏效应同位素电池中辐致荧光换能材料的辐照损伤效应研究

13

作者 许志恒 梁冬冬 +2 位作者 吴益水 姜同心 汤晓斌 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期71-77,共7页

辐致光伏效应同位素电池具有结构紧凑、可小型化、换能材料可选范围宽等独特优势,被视为辐射粒子转换型同位素电池的典型代表。辐致荧光换能材料是影响辐致光伏效应同位素电池性能的关键一环,其辐照稳定性是确保电池能够长期高效服役的... 辐致光伏效应同位素电池具有结构紧凑、可小型化、换能材料可选范围宽等独特优势,被视为辐射粒子转换型同位素电池的典型代表。辐致荧光换能材料是影响辐致光伏效应同位素电池性能的关键一环,其辐照稳定性是确保电池能够长期高效服役的前提。基于此,本文选取辐致光伏效应同位素电池中的典型辐致荧光换能材料——ZnS:Cu作为研究对象,重点探讨了ZnS:Cu荧光层在经受不同强度与类型的射线粒子辐照前后的发光性能,对比辐致荧光光谱、发光强度及相应同位素电池电学性能的变化情况。经测试研究,ZnS:Cu荧光层的耐辐照性能较为良好,在分别经受200 keV、1.25×10^(14) cm^(-2)的质子和100 keV、4.32×10^(16) cm^(-2)的电子辐照后,其发射光谱的峰值光强相比于未辐照时仅衰减了15.23%和13.94%。同时发现辐照损伤效应会引起辐致荧光强度衰减,这也是导致电池电学性能下降的内在原因。而一定强度的伽马辐照可以促进ZnS:Cu荧光层的辐致发光性能,其中基于丙烯薄膜的ZnS:Cu荧光层受辐照剂量为871.0 kGy的伽马辐照后,相应的辐致光伏效应同位素电池的最大输出功率提升了24.59%。本工作对辐致荧光换能材料及相关器件的辐照稳定性评估与性能优化等方面的研究具有积极的促进作用。 展开更多

关键词 同位素电池 能量转换 辐致荧光 荧光材料 辐照损伤

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月球科研站大功率同位素温差电池设计

14

作者 周天 孟海军 吕冬翔 《电源技术》 北大核心 2025年第7期1544-1548,共5页

建立月球科研站能够为我国持续月球探测提供重要工程支撑和平台支撑,促进我国航天技术得到跨越式提升。为月球科研站稳定供能是建立月球科研站的前提之一。能够在无光、寒冷、周期长的月夜环境中稳定提供热能和电能的大功率同位素温差... 建立月球科研站能够为我国持续月球探测提供重要工程支撑和平台支撑,促进我国航天技术得到跨越式提升。为月球科研站稳定供能是建立月球科研站的前提之一。能够在无光、寒冷、周期长的月夜环境中稳定提供热能和电能的大功率同位素温差电池是月球科研站能源系统中的重要一环。针对大功率同位素温差电池体积较大对电池设计和装配带来的难度提升,提出一种模块化大功率同位素温差电池结构设计方法,通过采用集成单一电池模块,再完成多个电池模块集成,最后装入同位素热源的方式完成电池总体装配,可有效提升大功率同位素温差电池系统的设计灵活性和装配便捷性。同时,针对同位素温差电池热电性能耦合的问题,提出了同位素温差电池热电解耦设计方法,可对该型应用起到设计指导作用。 展开更多

关键词 月球科研站 大功率同位素温差电池 模块化 热电解耦

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嫦娥四号着陆器同位素温差电池设计与验证 被引量：15

15

作者 彭磊 侯旭峰 +1 位作者 阎勇 张丽丽 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第4期607-612,共6页

嫦娥四号着陆器同位素温差电池是我国首个成功在航天器上应用的同位素电源,可为着陆器两相流体回路提供热能,并为原位月夜温度采集提供电能。同位素温差电池解决了温度和力学环境条件严酷、安装操作条件复杂、装配集成涉及电离辐射等难... 嫦娥四号着陆器同位素温差电池是我国首个成功在航天器上应用的同位素电源,可为着陆器两相流体回路提供热能,并为原位月夜温度采集提供电能。同位素温差电池解决了温度和力学环境条件严酷、安装操作条件复杂、装配集成涉及电离辐射等难题,采用238Pu密封同位素热源、平面式PbSnTe/PbTe温差电换能器、耐压密封外壳,开发了适应月面环境的同位素温差电池设计制造技术,圆满完成了为两相流体回路供热并为月夜温度采集器供电的任务。对同位素温差电池的设计约束、最终方案及试验验证情况进行了介绍。 展开更多

关键词 同位素温差电池 温差电换能器 月球探测 试验验证

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百瓦级同位素温差电池浅析 被引量：2

16

作者 侯旭峰 郭健 任保国 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第10期1722-1725,共4页

在月夜无光、火星尘暴等极端环境,同位素温差电池是深空探测的首选电源。作为深空探测的主电源,百瓦级的同位素温差电池既能满足探测用电能和热能需求,同时在电池的高比功率、高电压、高可靠性设计等方面也具有量级优势。针对百瓦级同... 在月夜无光、火星尘暴等极端环境,同位素温差电池是深空探测的首选电源。作为深空探测的主电源,百瓦级的同位素温差电池既能满足探测用电能和热能需求,同时在电池的高比功率、高电压、高可靠性设计等方面也具有量级优势。针对百瓦级同位素温差电池用热源、温差电换能器设计和安全性设计等方面进行了分析,对于推动百瓦级温差电池技术发展,及其在我国载人登月和深空探测中的应用给出参考。 展开更多

关键词 载人登月 深空探测 百瓦级同位素温差电池 设计

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同位素温差电池用高效热电转换材料与器件研究进展 被引量：9

17

作者 柏胜强 廖锦城 +1 位作者 夏绪贵 陈立东 《深空探测学报（中英文）》 2020年第6期525-535,共11页

同位素温差电池(Radioisotope Thermoelectric Generator,RTG)自20世纪60年代以来在深空探测领域获得长期应用。综述了同位素温差电池的主要特点和关键技术,介绍了高效热电转换材料与器件最新研究进展,结合未来深空探测需求,提出同位素... 同位素温差电池(Radioisotope Thermoelectric Generator,RTG)自20世纪60年代以来在深空探测领域获得长期应用。综述了同位素温差电池的主要特点和关键技术,介绍了高效热电转换材料与器件最新研究进展,结合未来深空探测需求,提出同位素温差电池用热电转换材料与器件技术的发展思路。 展开更多

关键词 同位素温差电池 热电转换材料 热电发电器件

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一种基于MEMS的同位素微电池的新型结构设计与仿真

18

作者 孙磊 苑伟政 +1 位作者 乔大勇 秦冲 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期997-1000,共4页

针对传统同位素微电池的倒三角直槽型或倒金字塔型能量转换结构表面积较小和工作状态不稳定的缺陷。设计了一种垂直侧壁方孔阵列型的能量转换结构,增大了其表面积;并引入电镀这一新型的接触方式,改善了同类传统微电池的工作稳定性。建... 针对传统同位素微电池的倒三角直槽型或倒金字塔型能量转换结构表面积较小和工作状态不稳定的缺陷。设计了一种垂直侧壁方孔阵列型的能量转换结构,增大了其表面积;并引入电镀这一新型的接触方式,改善了同类传统微电池的工作稳定性。建立了同位素微电池的电流计算公式。基于这种新结构对电池性能仿真得到了能量转换结构的最佳掺杂浓度,结果表明该结构与传统的能量转换结构相比,具有较低的掺杂浓度,较高的开路电压,输出电流和输出功率。 展开更多

关键词 MEMS同位素63Ni微电池 垂直侧壁方孔阵列 源活度

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β辐射伏特效应核电池的研发现状 被引量：6

19

作者 何瑞 陆景彬 +4 位作者 刘玉敏 李潇祎 郑人洲 许旭 王皓迪 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2019年第3期346-352,共7页

近年来,关于β辐射伏特效应核电池的研究主要集中在放射源的选取以及新型半导体材料器件的加工工艺等方面.从能量转换机制、放射源的选择、换能器件材料的选择、电池的输出性能和能量转换效率等方面对β辐射伏特效应核电池进行了讨论和... 近年来,关于β辐射伏特效应核电池的研究主要集中在放射源的选取以及新型半导体材料器件的加工工艺等方面.从能量转换机制、放射源的选择、换能器件材料的选择、电池的输出性能和能量转换效率等方面对β辐射伏特效应核电池进行了讨论和分析.最后对核电池的研究方向和应用前景进行了展望. 展开更多

关键词 放射性同位素电池 β辐射伏特效应 能量转换效率

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单晶硅表面钝化层在低能电子辐照前后的SIMS和XPS分析 被引量：2

20

作者 杨玉青 雷轶松 +4 位作者 向勇军 李刚 熊晓玲 徐建 董文丽 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期74-80,I0003,共8页

为了研究低能电子辐照对单晶硅器件表面钝化材料中产生的化学微结构的变化,在轻掺杂P型单晶硅基底上制作了三种表面钝化膜,分别是单一SiO2钝化膜、SiO2/Si3N4复合钝化膜、硼硅玻璃/Si3N4复合钝化膜,开展了表面钝化单晶硅在最大能量70 ke... 为了研究低能电子辐照对单晶硅器件表面钝化材料中产生的化学微结构的变化,在轻掺杂P型单晶硅基底上制作了三种表面钝化膜,分别是单一SiO2钝化膜、SiO2/Si3N4复合钝化膜、硼硅玻璃/Si3N4复合钝化膜,开展了表面钝化单晶硅在最大能量70 keV的加速器电子束下的辐照实验。样品在空气气氛下辐照6 h,用二次离子质谱(SIMS)测试了辐照前后三种表面钝化膜中Si、N、B的纵深变化,同时用Ar离子刻蚀X射线表面光电子能谱(XPS)对Si元素的化学结合状态进行测试分析。结果表明:对单一SiO2钝化的轻掺杂P型材料,辐照在SiO2/Si界面产生明显的材料结构变化,界面附近的SiO2不再是完整化学计量比,而是SiOx(x<2);对SiO2/Si3N4复合钝化的轻掺杂P型材料,辐照对SiO2/Si3N4界面结构影响较小,主要的影响仍然在SiO2/Si界面,SiO2辐照分解后产生的游离O元素可扩散到SiO2/Si3N4界面;辐照在硼硅玻璃/Si界面和硼硅玻璃/Si 3N 4界面引起的变化小于在SiO2/Si界面和SiO2/Si3N4界面的变化。研究表明低能电子辐照对单晶硅表面钝化层的化学微结构损伤主要存在于SiO 2/Si界面,该结构损伤并不能通过SiO2/Si3N4复合钝化得到明显改善,而采用硼硅玻璃/Si 3N 4复合钝化有助于增强单晶硅表面及钝化层各界面材料结构的稳定性。 展开更多

关键词 表面钝化 低能电子辐照 SIMS XPS β辐伏同位素电池

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