методикою розрахунку, прийнятої для перетворювачів сонячної енергії [43]. На малюнках 54, 55 представлені залежність коефіцієнта корисної дії радіаційно-стимульованого джерела живлення.
Малюнок 54? Залежність ККД від енергії електронів. Товщина р-шару 1 мкм. Металізація Ni63 розташована тільки з лицьового боку
Малюнок 55? Залежність ККД від енергії електронів. Товщина р-шару 1мкм. Металізація Ni63 розташована з обох сторін
Коефіцієнт корисної дії для структур з металізацією, розташованої з обох сторін повчається менше, так як ефективність металізації, розташованої із зворотного боку значно менше, а загальна потужність джерела електронів в два рази більше.
4.4 Вибір оптимальної конструкції елементарної комірки
З огляду, проведеного в першому і другому розділах, а так само моделюванні можна визначити основні параметри конструкції бетавольтаіческой батареї.
. Металізація в 3D конструкції повинна бути тільки з боку pn переходу, так як в 2D конструкції внесок нижнього шару нікелю давав порівняно маленький внесок. Використання металізації з обох сторін в 3D конструкції значно знижує ефективність використання нікелю - 63. Крім цього різко зростає вартість бетавольтаіческой батареї через високу вартість нікелю - 63.
. Товщина p-шару повинна бути не більше 1 мкм, це обумовлено формуванням струму рухливими носіями освіченими всередині цієї області. Тобто ефективність вкладу верхнього р-шару обумовлена ??тим, яка частка електронів, утворених випромінюванням, досягне області просторового заряду. Значення товщини верхнього шару визначається, рухливістю і часом життя електронів і швидкістю поверхневої рекомбінації.
. Для збільшення області просторового заряду концентрація легуючої домішки в i-області повинна бути не більше 1015 см - 3. Моделювання показало, що збільшення концентрації домішки в слаболегірованних області збільшує вплив часу життя на спектральні характеристики.
. Відстань між порами в кремнії визначається максимальним енерговиділенням електронів в кремнії і лежить в діапазоні 10-15 мкм. Товщина структури буде залежати від технологічних процесів травлення канавок, і буде перебувати в діапазоні 100-200 мкм.
4.5 Висновки до розділу
Розроблено алгоритми розв'язання рівняння Пуассона, рівняння безперервності, розподілу генерації електронно-діркових пар при опроміненні електронами, розрахунків струмів і спектральної характеристики структури.
Був проведений аналіз втрат енергії електронами в напівпровідниковій pin структурі.
Проведено моделювання впливу життя рухливих носіїв заряду в радіаційно-стимульованих джерелах живлення на залежності їх чутливості від енергії електронів.
Показано, що при низькому рівні легування i-області поле забезпечує максимальне збирання рухливих носіїв генерованих електронами.
Проведено порівняння залежностей чутливості pin структур від енергії швидких електронів для структур з металізацією Ni63, розташованої з лицьового боку(з боку p-області) і з обох сторін.
Показано, що при зниженні рівня легування слаболегірованних n-області чутливість структур менше залежить від часу життя.
Додаткова металізація Ni63 призводить більш рівномірною залежності радіаційно-стимульованих струмів від енергії електронів. У теж час, внесок зворотного металізації значно менше вкладу металізації з лицьового боку.
Була проведена оцінка ККД радіаційно-стимульованого джерела живлення для структур з металізацією Ni63, розташованої з лицьового боку (з боку p-області) і з обох сторін.
.
5. Розробка ескізної конструкторської документації елементарної комірки автономного джерела живлення на основі радіоізотопних матеріалів і кремнієвої pin структури
У процесі проведення ПНІ була сформована ескізна конструкторська документація, що складається з креслення загального виду елементарної комірки, що включає розріз і специфікацію, і топологічної схеми елементарної комірки.
Розроблена елементарна комірка складається з напівпровідникової структури і радіоізотопа Ni63. Осередки можуть бути об'єднані в збірку і монтуватися в металопластиковий або металокерамічний корпус. Корпус також служить екрануванням від іонізуючого випромінювання.
Контакти емітера до корпусу здійснюється за допомогою разварки алюмінієвого дроту. Колектор припаюється або приклеюється безпосередньо до корпусу на золото олов'яну прокладку або струмопровідний клей.
Ескізна конструкторська документація елементарної комірки автономного джерела живлення на основі радіоізотопних матеріалів і кремнієвої pin структури представлена ??в окремому документі.
6. Розрахунок основних параметрів радіоізотопного матеріалу. Вибір оптимального за радіоактивністю і геометрії радіоізотопа
.1 Аналіз радіоізотопних матеріалів
Ра...
