[发明专利]夹心串联式PIN结构α辐照电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种夹心串联式PIN结构α辐照电池及其制备方法，主要解决当前核电池能量转化率及输出功率低的问题。其包括串联的上、下两个PIN结和α放射源层；上PIN结自下而上依次为N型外延层欧姆接触电极、N型高掺杂外延层、P型低掺杂外延层、p型SiC衬底、P型欧姆接触电极；下PIN结自下而上依次为N型欧姆接触电极、n型SiC衬底、N型低掺杂外延层、P型高掺杂外延层和P型外延层欧姆接触电极；α放射源层夹在上下两个PIN结的外延层欧姆接触电极之间，以实现对高能α粒子的充分利用。本发明具有放射源与半导体接触面积大，核原料利用率及能量收集率高，电池输出电压大的优点，可为微小电路持久供电。

主权项

一种夹心串联式PIN结构α辐照电池，包括：PIN单元和α放射源层(7’)，其特征在于：所述PIN单元，采用上下两个PIN结串联构成；其上PIN结自下而上依次为，N型外延层欧姆接触电极(11)、N型高掺杂外延层(10)、P型低掺杂外延层(9)、p型SiC衬底(8)、P型欧姆接触电极(6)；其下PIN结自下而上依次为，N型欧姆接触电极(5)、n型SiC衬底(14)、N型低掺杂外延层(13)、P型高掺杂外延层(4’)、P型外延层欧姆接触电极(12)；所述α放射源层(7’)，夹在上PIN结的N型外延层欧姆接触电极(11)与下PIN结P型外延层欧姆接触电极(12)之间，以实现对高能α粒子的充分利用；所述p型SiC衬底(8)、n型SiC衬底(14)均采用掺杂浓度为8x 1017cm‑3的4H‑SiC衬底，P型低掺杂外延层(9)、N型高掺杂外延层(10)、P型高掺杂外延层(4’)、N型低掺杂外延层(13)均为外延的4H‑SiC材料，以提高电池的寿命和开路电压。