і законів, що регламентують використання радіоактивних речовин.
Останнім часом з розвитком рівня технології стали з'являється нові повідомлення про створення нових бетавольтаіческіх батареях з новими конструкціями. Так китайські вчені пропонують використовувати конструкцію інвертіруемих пірамід, яка добре зарекомендувала себе в сонячній енергетиці [17]. Ізотопний джерело Ni63 було завдано гальванічним способом на алюмінієву підкладку і служив в якості джерела бета частинок. Активність джерела становила 10 мКи.
Малюнок 10 - Структура з інвертованою пірамідою
Дана структура зображена на малюнку 10, вона дозволила отримати
на 5% більший струм і більш високу вихідну потужність в порівнянні з планарної конструкцією. Однією з основних причин низької вихідної потужності бетавольтаіческіх батарейок є всебічні випромінювання ізотопу, тому наступним кроком для збільшення ефективності збору і перетворення енергії бета розпаду стало використання структур з розвиненою поверхнею.
В роботі [18 19] було проведено розрахунок ефективності бета перетворювачів на основі мікроканальную кремнію. Показано, що оптимальне значення ширини мікроканалу лежить в районі 3 мкм, а відстань між каналами, 10-12 мкм, при таких значення струм генерації досягає значень +1600 нА/см2.
Конструкції на канальному кремнії були реалізовані в роботах [20-24]. В роботі [20] був створений тривимірний діод на пористому кремнії, який складається з мережі пір, сформованих електрохімічним анодуванням. Пори були трьох типів мікропористі ( lt; 2 нм), мезопористі (2-50 нм), і макропористі ( gt; 50 нм), така морфологія створює дуже велику поверхневу площу. Тритій був вибраний як джерело енергії. Газоподібний тритій - найсприятливіший з відомих радіоактивних матеріалів і має низьку токсичність. Геометрія зразка дозволила збільшити ККД в десять разів у порівнянні з плоскою конструкцією.
В роботі [22-24] так само використовувався мікроканальную кремені, тільки в якості джерела електронів використовувався Ni63 з активністю 0,5 мКи. Структура показана на малюнку 11.
Малюнок 11 - Структура на основі мікроканальную кремнію з ізотопом Ni63
У Білорусії вчені створили бета батарею на основі макропористого кремнію [25]. Фотографія макропор показана на малюнку 12.
Малюнок 12 - Фотографія макропористого кремнію
У отримані структури виробляли електрохімічне осадження нікелю з радіоактивної солі. На електроннопроменевою імітації бета батарей були отримані питомі потужності 0.46 НВТ/см2 і 1.5 НВТ/см2 для планарних і тривимірних pn переходів відповідно.
В роботі [21] запропонували розміщувати радіоізотоп всередині напівпровідникової структури. В якості ізотопу використовувалася сірка - 35. Сірка змішувалася з напівпровідниковим селеном і вбудовувалася в обсяг напівпровідникових пристроїв, утворюючи діод Шотткі. Вбудовування радіоізотопів в обсяг мінімізує втрати пов'язані з поширенням бета-частинок. Схема бетавольтаіческой батареї продемонстрована на
малюнку 13.
Малюнок 13 - Схема бетавольтаіческой батареї з вбудованим в обсяг радіоізотопом
Суміш радіоактивної сірки і селену поміщають в резервуар глибиною 20мкм. Отримана батарея мала наступні параметри: струм короткого замикання 752 нА; напруга холостого ходу 864 мВ. Максимальна вихідна потужність склала 76.53 НВТ, а ефективність
перетворення 2,42%. 1.4.2 Перетворення енергії бета розпаду в електричну енергію з використанням рідких напівпровідників
Традиційно в бетавольтаіческіх батареях використовується твердий напівпровідниковий матеріал. Високоенергетичні частинки, що утворюються при радіоактивному розпаді, з часом руйнують його решітку, знижуючи якість роботи батареї. Рідкий напівпровідник дозволяє вирішити цю проблему - у нього кристалічної решітки, яка могла б руйнуватися.
За словами дослідників, подібні мініатюрні джерела енергії можуть стати в нагоді при створенні енергоємних мікро- і навіть нанопристроїв. У новому пристрої радіоактивний елемент розміщений в рідкому напівпровіднику. На малюнку 14 показана фотографія зразка. Частинки, що виникають в результаті радіоактивного розпаду в цьому матеріалі, призводять до появи в напівпровіднику електричного струму.
Малюнок 14 - Фотографія бетавольтаіческой батарейки на основі рідкого напівпровідника
В роботі [26] описані подробиці технології виготовлення бетавольтаіческой батареї з використанням рідкого напівпровідника. Рідкий діод Шотткі заснований на суміші селену і радіоактивного ізотопу S35 у формі елементарної сірки. Цей ізотоп є чистим бета джерелом з середньою енергією частинок 49 кеВ і періодом напіврозпаду 87 днів.
Пристрій здатний виробляти електричний струм силою 107,4 нА. Потужність мікробатареї склала 16,2 НВТ, а напруга - 899 мВ. Питома щільність енергії пристро...
