基于β輻射伏特效應(yīng)的同位素微電池理論模型研究.pdf

1、隨著MEMS發(fā)展，微能源逐漸成為MEMS應(yīng)用中的一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。目前常規(guī)能源和現(xiàn)有的微能源在體積、使用壽命、穩(wěn)定性及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力方面遠(yuǎn)達(dá)不到微系統(tǒng)的需要?；讦螺椛浞匦?yīng)的同位素微電池所具有的特點(diǎn)，逐漸成為微能源系統(tǒng)研究的一個(gè)新方向。為了指導(dǎo)電池的設(shè)計(jì)和制作，其理論模型的建立是有必要的。 本文用理論分析和數(shù)值模擬的方法，探討了基于β輻射伏特效應(yīng)的同位素微電池內(nèi)部作用機(jī)制和初始設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)電池性能的影響。模型同時(shí)考慮了同位

2、素的選取及其衰變能譜的確定、放射粒子能量損失率、半導(dǎo)體特性、載流子的產(chǎn)生與復(fù)合、電池的串并聯(lián)電阻等因素。然后建立一個(gè)等效電路，最后分別給出不同初始參數(shù)下和不同結(jié)構(gòu)下的模擬結(jié)果并與文獻(xiàn)作比較、分析與討論。 本文以同位素63Ni和半導(dǎo)體單晶硅為例進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果顯示：選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的電池性能優(yōu)于常規(guī)結(jié)構(gòu)的電池性能；擴(kuò)散層摻雜濃度不應(yīng)超過(guò)1020cm-3，且在此摻雜濃度下電壓達(dá)到最大；基區(qū)摻雜濃度要盡量??；電池整體性能隨溫度上升而