Оптимизация параметров источников питания, возбуждаемых beta-излучением

Abstract

Представлены результаты экспериментальных исследований и расчетов эффективности преобразования энергии источников β-излучения Ni-63 в электрическую с помощью кремниевых p−i−n-диодов. Все вычис-ления выполнены с учетом распределения β-электронов по энергиям. Получено выражение для напряжения холостого хода преобразователя с учетом распределения электронов высоких энергий в области простран-ственного заряда p−i−n-диода. Показаны пути оптимизации параметров преобразователя за счет совершен-ствования технологии изготовления диодов, оптимизации толщины активного слоя излучателя и i-области полупроводникового преобразователя. Вычислено распределение потерь на преобразование источника и приемника излучения, а также потерь при входе электронов высоких энергий в полупроводник. Эксперимен-тальные значения эффективности преобразования 0.4−0.7% хорошо согласуются с расчетными параметрами.

Рекомбинационные процессы в преобразователях энергии источников beta-излучения в электрическую энергию

“…Выражения для плотности тока рекомбинации в ОПЗ p−n-перехода, получены в работах [11][12][13]. Этими же авторами разработана методика, которая носит название рекомбинационная спектроскопия.…”

“…В случае нескольких глубоких центров результирую-щий ток представляет сумму токов рекомбинации через каждый из них [11][12][13]: …”

“…Соответствующие формулы приведены в работе [13]. Результат восстановления диф-ференциальных коэффициентов приведены на рис.…”

“…Анализ экспериментальной кривой приведенной ско-рости рекомбинации позволяет разделить ee на отдель-ные рекомбинационные процессы. Методика разделения описана в работах [11,13]. В настоящей работе выделено три рекомбинационных центра с энергией активации 0.55, 0.45, 0.39 eV; расчетные параметры приведены в таблице.…”

“…Для того, чтобы выделить области в пространстве напряжение прямого смещения−температура, в которых рекомбинационные потоки проходят через те либо иные центры, поступим следующим образом: -построим температурные зависимости прямого тока при различных напряжениях прямого смещения в коор-динатах Аpрениуса, -выделим на них прямолинейные участки и вычислим энергии активации, -вычислим энергии активации глубоких центров по формуле (12).…”