не випромінювання з середньою енергією 17 кеВ і з максимальною енергією 64 кеВ, а також практично безпечний для здоров'я людини. Така енергія електронів менше енергії дефектоутворення в кремнії (160 кеВ). При цьому глибина поглинання в кремнії електронів з середньою енергією 17 кеВ становить приблизно 3.0 мкм, а для 90% поглинання бета-частинок від ізотопного джерела 63Ni - 12 мкм. Дані розміри повинні відповідати глибин залягання р-п переходів і величиною ОПЗ, що досягається на типових кремнієвих структурах. Слід, відзначити, що в якості радіоактивного ізотопу може бути використані інші матеріали, наприклад, тритій і т д.
Технічними перевагами винаходи є:
проста, дешева і стандартна мікроелектронна технологія його виготовлення, що не вимагає різання та шліфування чіпів;
високий коефіцієнт відношення площі приймають випромінювання р-п переходів до обсягу кремнієвого матеріалу, в якому вони розташовані, що дозволяє отримувати максимальну потужність випромінювання і відповідно ЕРС на одиницю об'єму перетворювача.
Слід зазначити, що суміщення в єдиній функціонально інтегрованої «гібридної» конструкції перетворювача сонячного і радіаційного випромінювання дає в ряді застосувань таких джерел е.р.с. важливі переваги, а саме:
можливість забезпечити зарядку акумулятора при відсутності сонячного світла при мінімальному її вазі, що важливо, наприклад, для застосування в сонячних батареях безпілотних літальних апаратах, вибухонебезпечних приміщеннях - шахтах, нічних індикаторах, розташованих у важкодоступних місцях і т. д.
можливість додаткового істотного підвищення ККД на кілька відсотків перетворювача енергії в порівнянні з еквівалентною за площею звичайної кремнієвої сонячною батареєю;
теоретично, термін служби такого перетворювача визначається періодом напіврозпаду радіаційного матеріалу, який для 63Ni становить 100 років, що більш ніж достатньо в більшості застосувань.
Література
. Мурашев В.Н та ін. «Напівпровідниковий фотоперетворювач і спосіб його виготовлення», Патент РФ № 2377695 від 27.12.2009.
. Мурашев В.М., Леготін С.А. та ін. «Кремнієвий фотоелектричний перетворювач з гребінцевої конструкцією і спосіб його виготовлення», заявка на винахід № 2012130896 від 20.07.12, рішення про видачу патенту від 2013.08.07.
. Долгий А. Л. Бета-перетворювачі енергії на основі макропористого кремнію//четвертий Міжнародна наукова конференція «Матеріали і структури сучасної електроніки», 23-24 вересня 2010 року, Мінськ, Білорусь. С.57-60.
. Clarkson JP, Sun W., Hirschman KD, Gadeken LL and Fauchet P.M. Betavoltaic and photovoltaic energy conversion in three-dimensional macroporous silicon diodes//Physica status solidi (a). 2007. V. 204. N 5. P. 1536-1540.
. Sun W., Kherani N.? P., Hirschman K.? D., Gadeken L.? L. and Fauchet P.? M. A Three-Dimensional Porous Silicon pn Diode for Betavoltaics and Photovoltaics//Advanced Materials. 2005. V. 17. N 10. P. 1230-1233.
. Chandrashekhar M.V.S, Thomas Ch.I., Spencer M.G. Betavoltaic cell. 2011. USA Patent. US7939986B2.
. Gadeken L.L., Engel P.S., Laverdure K.S. Apparatus for generating electrical current from radioactive material and method of making same. 2008. USA Patent. US20080199736A1.
Формула винаходу
Перетворювач оптичних і радіаційних випромінювань
П1 Конструкція містить в напівпровідниковій пластині п (р) типу провідності вертикальні щілини або канали на поверхні, яких розташовані вертикальні р-п переходи, і які заповнені матеріалом радіоактивного ізотопу, що відрізняється тим, що за рахунок усунення матеріалу ізотопу з поверхні горизонтальних р-п переходів пластини відбувається розміщення на їх поверхні діелектричного шару прозорого для випромінювання оптичного діапазону.
П2 Спосіб виготовлення по П1, який включає формування в обсязі пластини п (р) типу провідності щілин або каналів, дифузійне легування поверхні каналів домішкою р (п) типу, осадження на поверхню пластини і в канали матеріалу радіоактивного ізотопу , відрізняється тим, що спочатку проводиться формування на поверхні пластин п (р) -типу р (п) -типу горизонтальних р-п переходів, потім проводиться осадження діелектричного шару прозорого для випромінювання оптичного діапазону, потім формування в обсязі пластини глибоких шпарин шляхом селективного травлення напівпровідникового матеріалу до діелектрика, потім проводиться диффузионное легування поверхні каналів домішкою р (п) типу, осадження на поверхню пластини і в канали матеріалу радіоактивного ізотопу і, нарешті, видалення матеріалу ізотопу з поверхн...
