[實用新型]一種三維納米結構氚伏電池

有效

• 申請號: 201920132344.6
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN211150116U
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 傘海生;陳長松
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門大學深圳研究院
• 主分類號: G21H1/06
• 分類號: G21H1/06
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

1.一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于呈三明治結構，從上到下依次為：頂部電極、三維納米結構半導體和底部電極；所述三維納米結構半導體是由半導體材料構成的三維網格框架結構，網格框架之間設有孔道間隙，三維納米結構半導體設于底部電極與頂部電極之間，三維納米結構半導體為氚基同位素源集成的三維納米結構半導體，所述氚基同位素源貯存于半導體網格框架之間孔道間隙中的氚化金屬，或為氚與三維納米結構半導體材料復合形成的氚化半導體，或為氚化金屬與氚化半導體的共存結構；所述氚化金屬與三維納米結構半導體形成肖特基接觸或歐姆接觸，同時還與頂部電極或底部電極連接。

2.如權利要求1所述一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于所述三維納米結構半導體是單晶或多晶態半導體。

3.如權利要求1所述一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于所述半導體材料包括元素半導體和化合物半導體兩大類，所述元素半導體包括鍺和硅，所述化合物半導體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、氧化物半導體，以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體。

4.如權利要求3所述一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于所述第Ⅲ和第Ⅴ族化合物選自砷化鎵、磷化鎵、氮化鎵；所述第Ⅱ和第Ⅵ族化合物選自硫化鎘、硫化鋅；所述氧化物半導體選自氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鎵；所述Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體選自鎵鋁砷、鎵砷磷。

5.如權利要求1所述一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于所述三維納米結構由零維、一維、二維中的至少一種基本結構單元組成的有序或無序薄膜材料，所述薄膜材料的厚度為1～500μm；所述基本結構單元包括納米點、納米顆粒、納米線、納米棒、納米柱、納米管、納米花、納米片、納米帶、納米彈簧、納米環、納米梳、納米釘、納米針、納米籠、納米四足體、塔狀納米結構、盤狀納米結構、星狀納米結構、支狀納米結構、中空納米微球、納米陣列。

6.如權利要求1所述一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于所述氚基同位素源包括氚化金屬和氚化半導體，所述氚化金屬為過渡金屬、堿金屬、堿土金屬、稀土金屬及其合金經高溫氚化后氚與金屬形成穩定的金屬-氚鍵；所述氚化半導體是半導體材料經高溫氚化后，半導體中的金屬和非金屬元素與氚形成穩定的化學鍵，導致氚與半導體材料復合形成的氚化半導體。

7.如權利要求6所述一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于所述過渡金屬包括鈦、鋯、鈧、鈀、鈷，所述堿金屬包括鋰，所述堿土金屬包括鈹和鎂，所述稀土金屬包括鑭、鈾、鉺，所述合金包括鋯鈷、鋯釩、鑭鎳；所述金屬-氚鍵包括鈦-氚鍵、鋰-氚鍵、鎂氚鍵，所述半導體中的金屬和非金屬元素與氚形成穩定的化學鍵包括鈦-氚鍵、硅-氚鍵、氧-氚鍵、硫-氚鍵。

8.如權利要求1所述一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于所述氚化半導體是將三維納米結構半導體直接在氚氣氛中進行高溫高壓氚化，所用溫度范圍為100～800℃，壓力范圍為100～1000kPa。

9.如權利要求1所述一種三維納米結構氚伏電池，其特征在于所述頂部電極與底部電極選自金屬電極、半導體電極、石墨電極、石墨烯電極、導電聚合物電極或導電漿料電極。