[發明專利]一種氮化鎵基多結換能單元同位素電池

有效

• 申請號: 201210110741.6
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102610289A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王關全;楊玉青;胡睿;劉業兵;徐建;李昊;張華明;鐘正坤;羅順忠
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G21H1/06
• 分類號: G21H1/06
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

1.一種氮化鎵基多結換能單元同位素電池，其特征是：所述的同位素電池含有氮化鎵基多結換能單元和輔助部件；所述的換能單元包括藍寶石基底（18）、緩沖層（16）、N氮化鎵層（14）、N⁺氮化鎵層（15），i氮化鎵層（13），P⁺氮化鎵層（11）、P氮化鎵層（12），SiO₂保護層（10）、正面電極（2）以及臺階電極（5）；氮化鎵基多結換能單元中各部分的排列關系是，SiO₂保護層（10）、P⁺氮化鎵層（11）、P氮化鎵層（12）、i氮化鎵層（13）、N氮化鎵層（14）、N⁺氮化鎵層（15）、緩沖層（16）、藍寶石基底（18）從上至下依次排布，在P⁺氮化鎵層（11）表面制作正面電極（2）且不被SiO₂保護層（10）覆蓋，在N⁺氮化鎵層（15）裸露的環形表面制作臺階電極（5），構成P⁺PiNN⁺型的氮化鎵基多結換能單元；所述的輔助部件包括放射源片（1）、外封裝層（3）、內封裝層（4）、正引線（6）、負引線（17）、正電極柱（9）、負電極柱（19）、絕緣膠（7）以及底座（8）；輔助部件中各部分的排列關系是，放射源片（1）置于SiO₂保護層（10）之上正中央，在藍寶石基底（18）正下方與底座（8）正上方之間設置有絕緣膠（7），正引線（6）的一端連接在正面電極（2）上，另一端連接在正電極柱（9）上；負引線（17）的一端連接在臺階電極（5）上，另一端連接在負電極柱（19）上；所述的放射源片（1）至底座（8）之間排布的各部分均通過內封裝層（4）固定，在內封裝層（4）的外圍包覆有外封裝層（3）；正電極柱（9）、負電極柱（19）分別垂直于底座（8），并穿過底座（8）、內封裝層（4）和外封裝層（3）。

2.根據權利要求1所述的同位素電池，其特征是：所述的氮化鎵基多結換能單元中各部分的排列關系替換為，SiO₂保護層（10）、N⁺氮化鎵層（15）、N氮化鎵層（14）、i氮化鎵層（13）、P氮化鎵層（12）、P⁺氮化鎵層（11）、緩沖層（16）、藍寶石基底（18）從上至下依次排布，在N⁺氮化鎵層（15）表面制作正面電極（2）且不被SiO₂保護層（10）覆蓋，在P⁺氮化鎵層（11）裸露的環形表面制作臺階電極（5），構成N⁺NiPP⁺型的氮化鎵基多結換能單元。

3.根據權利要求1所述同位素電池，其特征是：所述的P⁺氮化鎵層（11）摻雜濃度為1×10¹⁷～1×10¹⁸/cm³，P氮化鎵層（12）摻雜濃度為1×10¹⁶～1×10¹⁷/cm³，i氮化鎵層（13）為非故意摻雜層，N氮化鎵層（14）摻雜濃度為1×10¹⁷～1×10¹⁸/cm³，N⁺氮化鎵層（15）摻雜濃度為1×10¹⁸～1×10¹⁹/cm³。

4.根據權利要求1所述的同位素電池，其特征是：所述的放射源片（1）采用Ni-63放射源片或H-3放射源片。