导读:本文包含了同位素电池论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:压电热电动态型热转换,同位素电池系统,复合能量转换,力-热-电耦合
同位素电池论文文献综述
周毅[1]（2019）在《压电热电动态型同位素电池换能组件与结构的优化设计研究》一文中研究指出放射性同位素电池系统因其服役寿命长、工作稳定、无需维护等特点在深空深海、极地探测、生物医疗、电子工业和军事国防等特殊领域得到了重要应用。半个世纪以来,放射性同位素电池系统中换能效率较高的动态型热转换同位素电池得到了学术界与工业界的广泛关注,但其长期局限于高速运动部件润滑困难以及高速运转部件工作过程中所产生扭曲力与惯性力带来的系统稳定性差等技术瓶颈未能实现实际应用。2015年,兰州大学李公平等人基于管道流体驱动的压电能量转换机制在布雷顿闭式循环系统中采用压电器件替换涡轮机实现了新型动态型热转换同位素电池原理性样机的设计与测试。在前期的研究基础上,我们从同位素衰变能的力-热-电耦合本源出发,沿着电池系统能量流的径迹,采用新型换能结构与换能方式并向转化流体介质的机械能与内能;从电池的力-热-电耦合物理模型、原理性样机制造与测试、多物理场有限元分析等方面较为系统地研究了压电热电动态型同位素电池的换能单元与工作性能,为动态型热转换同位素电池换能机理的重构与管道流体机械能内能的回收利用提供了全新的解决方案与可行参考。本文主要介绍了本人攻读硕士学位期间所取得的一系列研究成果,具体工作包括以下几个部分:1、前两章回顾了100年来同位素电池系统的发展历程与当前研究重点。从同位素衰变能的力-热-电耦合本源出发对不同换能方式同位素电池进行了分类并重点概述了几种典型同位素电池的研究现状与发展趋势。第二章从压电热电动态型同位素电池能量流方面定义了电池系统几个相关的物理概念,初步建立了电池力-热-电耦合的物理模型。2、第叁章从理论方面对电池系统的换能效率进行了优化计算。通过建立压电热电动态型同位素电池系统的等效电路模型,结合原子核衰变、低速理想流体、电池热阻网络和压电等效电路模型,在具体边界条件假设的基础上给出了电池的理论效率与优化策略。3、第四章是实验部分,从材料、单元、器件、系统方面制备了换能组件并测试了其输出性能。主要搭建了实验平台,表征了辐射状PVDF基压电换能组件和环形碲化铋基热电换能组件的电学性能,并结合管式炉、气体质量流量计与小型压缩机完成了电池实验室原理性样机的制造与性能测试。进一步通过引入电源管理网络,实现压电组件AC/DC与热电组件DC/DC转换,在相同测试条件下优化提升了电池的输出功率密度与换能效率。4、第五章采用COMSOL有限元分析软件对电池系统换能结构的元器件进行了多物理场数值模拟。主要对辐射状压电换能组件与环形热电换能组件的元器件进行了流固耦合、固体传热、结构力学(压电效应)、热电效应等多物理场的数值计算分析,模拟结果同实验测试结果相比较为一致。5、第六章对电池的性能衰退与长期服役性行为进行了评估。从电池热力学循环与压电器件、热电器件服役性能方面,结合温度场与力学场和遗传算法模型,分层次评估了电池系统的工作寿命与可靠性,完成了电池主要性能参数的全方位优化与验证,讨论了电池系统潜在的实际应用范围。6、最后一章进行了总结与展望,系统归纳了本文研究的主要结论,概述了人类利用同位素电池等核电源系统的历史进程并初步给出了100年来主要换能方式同位素电池系统的最佳转换效率对比结果。总而言之,我们通过采用压电热电动态型热转换这一新型复合换能方式从换能组件与换能结构方面系统地研究了压电热电动态型同位素电池的主要性能指标,在动态型热转换同位素电池方面迈出了坚实的一步。尽管动态型同位素电池的研究尚处于实验阶段,离实际应用仍有很大距离,但我们期望实验中所涉及到的研究方式方法可以拓展应用到其他同位素电池系统和空间核反应堆系统甚至流体热力学能量转换方面,为人类在空间核电源系统与高效复合能量转换领域提供可行借鉴与信心支撑。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
陈旺,汤晓斌,刘云鹏,许志恒,张峥嵘[2]（2019）在《基于全无机钙钛矿量子点辐致荧光效应的同位素电池研究》一文中研究指出辐致光伏效应同位素电池因其具有小型化、长寿命等特点,已被广泛研究。研究工作主要致力于提升同位素电池的输出性能。本研究选取全无机钙钛矿量子点作为荧光材料,利用其发射光可调的特性以匹配不同的后端光伏器件,调控优化后同位素电池的最大输出功率显着提升,可提高2.51～3.97倍。基于上述研究结果讨论了优化后端器件的适配性对于核探测和核医学成像等领域的应用价值和参考意义。(本文来源于《发光学报》期刊2019年03期）
李俊琴[3]（2019）在《碲化铋基热电薄膜材料电化学制备及其在同位素电池中的应用》一文中研究指出随着航天事业的发展,小型化放射性同位素温差电池大有可为,但是目前同位素温差电池普遍体积质量较大。所以本研究采用电化学沉积方法制备碲化铋基热电薄膜材料,并利用这种材料制备了新型扇形结构放射性同位素温差电池,从材料和电池器件两方面进行了制备与性能优化研究。主要研究内容概括如下:1)采用电化学沉积方法制备了n型Bi-Te基热电薄膜材料。探究沉积电位和退火温度对n型薄膜的微观形态、结晶性能以及薄膜组成的影响,并对材料的热电性能进行深入分析。研究发现n型材料的最佳脉冲沉积电位是0 V,此时薄膜微观形貌为针状,薄膜组成为Bi_(1.92)Te_(3.08)。在该制备条件下Bi-Te薄膜的热电性能最佳,塞贝克系数值为-92.166μV/K,电导率值为956.3S/cm,功率因子达到最大值812.34μW/m·K~2。n型材料的最佳退火温度为300°C,功率因子达到最大值为1103.59μW/m·K~2,相对于未退火材料功率因子提升了35.85%。2)采用电化学沉积方法制备了p型Bi-Sb-Te基热电薄膜材料。探究电解质组成、沉积电位和退火温度对p型薄膜的微观形态、结晶性能以及薄膜组成的影响,并对材料的热电性能进行深入分析。研究发现p型材料的最佳电解质Sb/Bi元素比例为6,最佳沉积电位为-0.12 V,此时薄膜微观形貌为圆形,薄膜组成为Bi_(0.68)Sb_(1.24)Te_(3.08)。Bi-Sb-Te薄膜的塞贝克系数值为114.03μV/K,电导率值为105.49 S/cm,热电功率因子达到最大值137.18μW/m·K~2。p型材料的最佳退火温度为250°C,材料的功率因子为153.37μW/m·K~2,比未退火材料的功率因子值提升了11.8%。3)提出新型扇形结构代替传统π型结构,利用电化学沉积碲化铋基薄膜材料制备了新型扇形结构的同位素温差电池原型机。扇形结构具有容纳热电腿数量多和体积小的优势。采用自主搭建电学性能测试系统测试扇形电池的输出性能,还用COMSOL软件对其尺寸和热电模块数量进行了有限元模拟。实验制备的扇形器件体积为33.8×11 mm~2,加载1.5 W热源时的温差为57.8 K,输出功率为247.55 nW,开路电压为170.21 mV。扇形器件与机械切割热电锭块制备的器件相比输出性能得到很大改善,电压增加了60.71%,体积减少了12.45倍,温差增加约2倍。理论设计后的器件输出功率相比原型机提升近两倍之多。这些结果为电化学沉积方法实现同位素温差电池小型化提供了理论方法和实验验证。本研究基于电化学沉积方法制备了碲化铋基热电薄膜材料,并将其成功的应用于新型扇形放射性同位素温差电池的小型化,既实现了这种同位素温差电池的小型化,也为其他微小型器件的能源供给问题提供了新的解决思路。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-03-01）
陈旺[4]（2019）在《钙钛矿量子点光谱调控的辐致光伏效应同位素电池研究》一文中研究指出针对空间应用低功耗微机电系统对长寿命电源的应用需求,本文提出了钙钛矿量子点辐致光伏效应同位素电池。重点对电池中材料制备表征、量子点辐致荧光机理、荧光光谱调控、电池输出性能测试以及性能增益分析等方面开展了研究工作。主要研究内容概括如下:1)探究了钙钛矿量子点辐致荧光机理。高温热注入法制备了不发射波长的钙钛矿量子点CsPbX_3(X=Cl、Br、I),其发射光谱可覆盖可见光波段400-750 nm。针对量子点薄膜制备工艺进行优化改进,共混法制备量子点薄膜的厚度范围为100-150μm。改进工艺采用原位聚合法制备量子点薄膜,获得更广的薄膜厚度范围(24-342μm)以及更优异的光学透射率。针对以甲苯、正己烷为溶剂的CsPbBr_3量子点展开研究,量子点的平均粒径分别为8.13 nm和9.63 nm。甲苯溶剂量子点在不同辐照环境下,X射线与量子点直接作用产生辐致荧光的比例占全部荧光18.1%以上。正己烷溶剂量子点的辐致荧光全部由量子点本身产生,且量子点对X射线通量具有显着的线性响应。2)利用量子点实现了传统荧光材料的光谱调控。遴选量子点调控PPO的发射光谱,光谱调控后CsPbBr_(1.5)I_(1.5) QD/PPO和CsPbBr_3 QD/PPO的半高宽分别为16.1 nm和10.2 nm。针对最高荧光量子效率的CsPbBr_3量子点展开研究,确定了PPO、POPOP/PPO和QD/PPO体系的最佳质量浓度分别为2 mg/mL(PPO)、0.2 mg/mL(POPOP)和2.5 mg/mL(CsPbBr_3 QD)。利用量子点光谱调控后的QD/PPO体系光学性能是PPO体系的3.16-3.26倍。制备同位素电池并测试其电学性能,测试表征QD/PPO和POPOP/PPO辐致荧光效应同位素电池的电学性能。POPOP/PPO体系的最大输出功率是PPO体系的1.20-1.81倍,QD/PPO体系的最大输出功率值分别是PPO体系的1.91-2.53倍,实验结果表明QD/PPO体系的电学性能优于POPOP/PPO体系。3)提出了基于钙钛矿量子点的液态同位素电池。利用MCNP建立了外照射、固态以及液态叁种类型放射源模型,模拟计算单结和叁结GaAs的液态放射源同位素电池的最大输出功率分别为62.68 nW和1.15μW。液态荧光材料与液态放射源相结合是显着增强荧光材料内能量沉积的有效方案,为基于液态放射源和换能材料的同位素电池研制提供了理论依据。本研究提出了钙钛矿量子点辐致光伏效应同位素电池。作为一种显着提升辐致光伏效应同位素电池输出功率的可行方案,为研制服役于空间应用低功耗MEMS的同位素电池奠定了技术基础和参考依据。同时,利用全无机钙钛矿量子点调控荧光材料发射光谱的策略在同位素电池、核探测和核医学成像技术等领域具有潜在的应用。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-03-01）
靳占刚[5]（2019）在《多级结构双重效应同位素电池的设计、制备与性能研究》一文中研究指出辐致伏特效应同位素电池和辐致光伏效应同位素电池是小型化、长寿命电池的两个研究热点,但是目前两者电学输出性能和能量转化效率均比较低。本文提出了一种基于γ放射源并耦合辐致伏特效应和辐致光伏效应两种能量转换机制的新型同位素电池方案;从多级双重效应同位素电池的结构设计、参数选择、样机制备及性能测试等方面入手开展了一系列的研究工作。主要研究内容如下:1)通过试制基于γ放射源的四级双重效应同位素电池样品,论证了采用辐致伏特效应和辐致光伏效应耦合机制提升同位素电池性能的有效性和可行性。制备了四级AlGaInP-ZnS:Cu双重效应同位素电池和四级AlGaInP辐致伏特效应同位素电池,以X射线管替代γ射线源测试它们的电学性能,四级AlGaInP-ZnS:Cu双重效应同位素电池的电学性能优于四级结构AlGaInP辐致伏特效应同位素电池;同时,采用蒙特卡罗软件MCNP5研究了各级荧光层、伏特层的能量沉积和电学性能贡献,并研究了电池伏特层串并联方式对电学输出的影响。2)研究提出一种基于薄膜叁结GaAs伏特层和ZnS:Cu荧光材料的多级双重效应同位素电池优化设计方案。分析了荧光材料辐致荧光光谱与薄膜叁结GaAs伏特层量子响应效率的匹配关系;采用辐致荧光光子输运模型,研究了荧光材料的自吸收与散射对出射荧光光强的影响;设计了六级双重效应同位素电池结构,并使用蒙特卡洛软件MCNP5建立了六级双重效应同位素电池的微纳结构模型,结合辐致荧光光子的输运模型对不同辐照条件下各级伏特层匹配的荧光层参数进行了优化。3)制备完成基于薄膜叁结GaAs伏特层和Zn:Cu荧光材料的叁级结构双重效应同位素电池样品并进行性能测试。采用微纳加工工艺制备了薄膜叁结GaAs伏特层样品,并分别在黑暗条件和X射线管辐照条件下测试了伏特层的伏安特性曲线,分析了影响伏特层电学性能差异的因素,理论计算了叁个伏特层的并联电阻和串联电阻以及反向饱和电流。制备基于薄膜叁结GaAs伏特层和ZnS:Cu荧光材料的叁级双重效应同位素电池,并在不同射线辐照条件下测试了其电学输出性能,叁个伏特层的短路电流基本一致;分别把叁级双重效应同位素电池中各级伏特层进行串联和并联连接,结果显示,串联结构同位素电池输出结果优于并联结构同位素电池输出结果。本文所做研究工作为基于γ射线设计制备、改进和提升多级双重效应同位素电池的电学输出性能和能量转化效率提供重要的实验依据,为该类同位素电池的研究和发展奠定了技术基础。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-03-01）
郭潇[6]（2019）在《~(60)Co γ辐射伏特/光伏双重效应多级同位素电池的优化设计与性能研究》一文中研究指出同位素电池技术在航天航空、深空探索中具有重要的应用意义。然而目前的同位素电池输出功率较低、辐照损伤效应较为严重,严重制约了其实际应用与发展。本文针对以上问题,提出了一种新型可满足空间应用要求的基于60Co放射源的辐致伏特/光伏效应多级同位素电池,并围绕电池的材料参数、结构设计、样品制备以及γ辐照损伤效应展开了一系列的研究工作,具体研究内容如下:1)对双重效应多级同位素电池的材料与结构展开了优化设计。采用MCNP5、肖克莱方程、Kubelka-Munk理论进行了理论计算与分析,研究了辐致光伏、辐射伏特两种效应产生的电学输出贡献比重。探究了闪烁晶体厚度、伏特层串并联方式与电池性能的响应关系。研究了不同闪烁晶体和伏特层之间的耦合关系,获得了最优的“CsI闪烁晶体+GaAs伏特层”组合。采用PHITS蒙卡程序,确定了双重效应多级换能组件的整体尺度大约为20 cm,并在该尺度上实现了多级结构的优化设计。在10 Ci ~(60)Co放射源照射下,当每一级CsI闪烁晶体厚度为2 cm且各级伏特层串联连接时,电池可获得理论最佳的最大输出功率为1.71 mW、内转换效率为4.31%。2)制备了基于“LYSO+GaAs”和“CsI+GaAs”的双重效应同位素电池样品,并分别测试了不同类型电池样品的性能参数。分别讨论了GaAs伏特层中基区厚度、减反射膜与双重效应之间的响应关系,结果表明有减反膜的厚基区样品可以获得较优的双重效应响应。测试分析了LYSO和CsI闪烁晶体的透射率、发射光谱、相对光子产额等物理参数。结果表明CsI晶体与LYSO晶体相比具有较高的光子产额,但LYSO晶体的透射率优于CsI晶体。在0.103 kGy/h剂量率的60Co放射源照射下,优化后的双重效应多级同位素电池获得了1.69μA的短路电流、7.77V的开路电压、7.98μW的最大输出功率以及0.15%的转换效率,性能得到了极大的提升。3)研究了高强度γ辐照环境下,双重效应多级同位素电池的GaAs伏特层材料以及LYSO、CsI闪烁晶体材料的辐照损伤效应。研究结果表明,造成GaAs伏特层性能下降的原因主要是γ射线照射引入了缺陷,导致载流子的收集效率降低,而GaAs耗尽区宽度及内建电压只发生了微小的变化。经13.6 kGy的γ辐照后,LYSO和CsI闪烁晶体的特征发射光谱没有发生明显偏移,只是引起了相对光子产额的小幅下降。这是由于色心效应导致的透射率下降,从而引起相对光子产额小幅下降。本文创新性的提出了一种新型的基于60Coγ放射源的辐射伏特/光伏双重效应多级同位素电池。经过设计与优化,电池获得了可观的电学输出,具备直接为低功耗电子设备供电的能力,有力的推动了同位素电池的应用进程。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-03-01）
程永朋,王兵,熊鹰,李刚[7]（2018）在《不同放射源在同位素电池换能单元肖特基结金属中的能量沉积》一文中研究指出辐射伏特效应同位素微电池具有体积小、能量密度高、寿命长、安全稳定等优点,逐渐成为微能源研究的重要方向。采用基于蒙特卡罗数值计算法的Geant 4软件,对基于宽禁带半导体金刚石/金属肖特基结的辐伏电池换能单元中使用不同放射源在不同肖特基金属内的能量沉积进行了模拟计算,结果表明,Ni-63,H-3,Pm-147放射源对应Cu,Au,Ni肖特基金属,不同β辐射源通过金属的能量损失主体方式不同,Ni-63放射源以能量反散射和金属内能量沉积两种主体形式损失能量,而H-3放射源和Pm-147放射源主要以反散射形式损失能量,入射能量在金属层内的能量沉积占比很小。要使反射和沉积的能量低于设定的阈值(10%),相应的金属厚度要求各有不同:对于Ni-63源,对应金属Cu,Au,Ni最大厚度分别为30,20,30 nm;对于H-3源,3种金属Cu,Au,Ni临界厚度均为100 nm;对于Pm-147源,对应的厚度分别为20,10,10 nm。计算结果可为金刚石/金属肖特基结同位素电池换能单元中金属层的优化设计提供理论参考。(本文来源于《西南科技大学学报》期刊2018年03期）
陈孟杰[8]（2018）在《基于外延单晶金刚石的同位素电池能量转换单元的制作及电学性能研究》一文中研究指出随着微纳电子机械系统(MEMS)的快速发展,对于稳定可靠的微型长效能源的需求日趋紧迫。辐伏同位素电池因具备寿命长、单位能量密度高、抗外界干扰能力强、稳定可靠且无需维护和更换以及易于微型化与集成化等特点,是一种理想可靠长效的微型能源,成为MEMS和新能源领域的重要发展方向。辐伏同位素电池中最重要的是换能单元中的半导体材料,掺硼单晶金刚石因其优异的综合性能被广泛认同为同位素电池换能单元的最理想的候选材料。本文对掺硼单晶金刚石外延生长及基于外延单晶金刚石的同位素电池能量转换单元的制作技术、电学性能进行从材料到器件的全流程系统研究,从而为基于金刚石材料的高性能辐伏同位素电池研制探索初步的工艺流程、制备技术方法及基本性能评估,并为后续的进一步改进和优化奠定基础。首先利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术,以H_2、CH_4、B_2H_6为反应气源,系统研究不同温度(950℃、1050℃、1150℃)、不同硼烷量(22.5ppm、45 ppm、100 ppm)对同质外延单晶金刚石生长质量与表面形貌的影响。结果表明,生长温度不仅影响外延膜的结晶质量,还使膜材表面形貌发生显着改变,其中1050℃条件下制备出的单晶金刚石薄膜晶体质量最好,表面也更为平整;而随着气源中硼烷量的增加,外延薄膜质量会逐渐变差,薄膜电阻率也随之下降,导电性变强。在获得质量良好的外延单晶金刚石材料基础上,分别利用光刻法和掩膜挡板法在金刚石膜表面制备叉指肖特基电极和欧姆电极,从而形成同位素电池换能单元。光刻法器件制作结果显示,这种工艺路线虽能保证外延单晶金刚石膜表面的光刻胶上前期光刻图形清晰完整,但接下来超声震荡除胶时Au肖特基金属电极无法剥离,损坏严重;采用预镀工艺以及120℃退火20 min的附加改进处理后,指状Au电极仍无法剥离,仍存在严重断裂现象。原因在于因C与Au间没有化合反应,且膜基界面无机械锁合效应,故而金(Au)与单晶金刚石附着性差,无法承受超声除胶过程中的外力负荷。针对外延单晶金刚石膜表面金属薄膜结合力极差、完整叉指制作困难的问题,选用掩膜挡板法直接在不同掺硼浓度单晶金刚石表面镀金属膜直接形成叉指状电极。通过设计使用两块具有不同图案的不锈钢薄片组合而成的掩膜版,接触贴附样品表面镀膜,从而直接形成不同栅极宽度的电极。结果表明,制作的电极完整,不存在外观缺陷。进一步在叁种掺硼浓度(3000 ppm、6000 ppm、13300ppm)条件下生长出的单晶金刚石基体表面制备叁种栅极宽度(100μm、150μm、200μm)的叉指电极形成不同的肖特基换能单元,并检测分析其I-V电学特性,结果表明,在掺硼浓度为13300 ppm和6000 ppm时,制作的换能单元I-V电特性呈线性关系,几乎都不存在二极管整流性,而只有掺硼浓度降低至3000ppm时,制作的换能单元才具有一定的二极管特性,但整流比很低,最高仅为2。对于3000 ppm硼碳比浓度生长的掺硼金刚石制作的换能单元,在栅电极宽度150μm时,器件的二极管特性最好。(本文来源于《西南科技大学》期刊2018-05-28）
程永朋[9]（2018）在《基于外延单晶金刚石的同位素电池能量转换单元的理论计算》一文中研究指出金刚石材料的禁带宽度大,抗辐射能力强,化学惰性好,利用其制作的肖特基结同位素电池可具备输出电压及能量转换效率高,抗干扰性好,受外界温度、压力、电磁场影响小,可长期稳定工作等显着优点,有着广泛的应用前景。本文采用基于蒙特卡罗数值计算方法的Geant4软件,对基于外延单晶金刚石的肖特基二极管结构的同位素电池能量转换单元的能量沉积、器件性能等进行模拟计算分析,所得结果可为实际器件的设计制作提供理论依据和指导。在宽禁带半导体金刚石/金属肖特基结辐伏电池换能单元中,对使用不同放射源在不同肖特基金属内的能量沉积模拟计算结果表明:Ni-63、H-3、Pm-147放射源对应Cu、Au、Ni肖特基金属,要使入射粒子在金属表面反射和金属内沉积的能量最少,相应的金属厚度要求各有不同。对于Ni-63源,对应Cu、Au、Ni金属层临界厚度分别为30nm、20nm、30nm;对于H-3源,对应叁种金属厚度均为100nm;对于Pm-147源,对应Cu、Au、Ni厚度要求则分别为20nm、10nm、10nm。这些计算结果指明在设计金刚石/金属肖特基结同位素电池换能单元时,针对不同的工况(放射源),结型器件中金属层材料的选择需与厚度的选定相匹配,这样可使更多的入射能用于激发器件工作,理论上电池器件的能量转换效率会更高。进一步模拟β粒子穿过金属后在构成肖特基结的金刚石层中的能量沉积,计算结果表明金属金刚石复合层对β射线具有很强的阻挡能力,同时β射线在金刚石中能量的淀积随入射深度的增加呈指数衰减。对于H-3源对应肖特基金属Cu、Au、Ni时,临界金属层厚度都为100nm,在此前提条件下要使β粒子穿过金属层后能量全部沉积于金刚石层内,则相应金刚石层所需厚度都超过1.4um。而对于Ni-63源,对应肖特基金属Cu临界厚度为30nm,则金刚石层厚度需大于10um;对应20nm厚的Au时,金刚石厚度应超过10um;对应Ni时,金属层30nm,金刚石厚度10um。对于Pm-147源,对应临界厚度20 nm的Cu金属层,金刚石层厚度需大于11um;对应Au时,金属层10nm,金刚石厚度12um;对应Ni时,金属层10nm,金刚石厚度12um。β粒子在金属/金刚石复合层中的能量沉积模拟结果表明在金刚石/金属肖特基结同位素电池换能单元设计时,针对不同工况(放射源)除需选定相匹配的金属层材料与厚度外,还需相适应的金刚石层厚度,从而保证入射能更多沉积于器件工作区,有利于换能单元获得尽可能高的能量转换率。在此基础上,通过拟合叁种β放射源在金刚石内的能量沉积曲线,结合理论推导所得的肖特基结同位素电池短路电流、开路电压、填充因子、能量转化效率等电输出性能参数计算公式,以及短路电流等电输出参数与掺杂浓度的关系,计算推导获得器件设计对整体性能的影响关系。计算结果表明,金刚石硼掺杂浓度为1×10~(13)cm~(-3)时,耗尽区宽度为8um,对应短路电流、开路电压、填充因子、转化效率都有较大值,最大转化效率可达4.1%。对应Ni-63放射源,短路电流为6.55nA,开路电压0.37V,填充因子0.588,转化效率4.1%;对应H-3放射源,短路电流为0.547nA,开路电压0.037V,填充因子0.479,转化效率2.9%;对应Pm-147放射源,短路电流为3.46nA,开路电压0.074V,填充因子0.498,转化效率2.43%。(本文来源于《西南科技大学》期刊2018-04-25）
李鑫,王关全,杨玉青,魏洪源,林黎蔚[10]（2018）在《用于同位素电池的储能复合电极的可行性研究》一文中研究指出借鉴太阳能电池Ti/Pd/Ag复合电极的设计方案,将其优化设计为Ti/Pd/Au复合电极并加载氚源,以此验证同位素源与换能器件整合的可行性。在N型单晶硅基体上制备电极,为研究氚在电极中的行为,用氘气模拟氚气对电极进行同位素加载,采用XRD、SEM和四探针研究复合电极的储氚性能、微结构、电学性能等的变化。结果表明:复合电极能吸附氘并生成TiD_x(x≤2),具备一定的储氚性能;在Ti与Si界面处出现了TiSi_2相,表明膜基间发生了合金化,这提高了复合电极与硅基体的结合强度,同时降低了接触电阻;10~(-4)Ω·cm量级的表面电阻率基本可满足对电极导电性能的要求。由此可见,Ti/Pd/Au复合电极应用于伏特效应同位素电池是可行的。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2018年01期）
同位素电池论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
辐致光伏效应同位素电池因其具有小型化、长寿命等特点,已被广泛研究。研究工作主要致力于提升同位素电池的输出性能。本研究选取全无机钙钛矿量子点作为荧光材料,利用其发射光可调的特性以匹配不同的后端光伏器件,调控优化后同位素电池的最大输出功率显着提升,可提高2.51～3.97倍。基于上述研究结果讨论了优化后端器件的适配性对于核探测和核医学成像等领域的应用价值和参考意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
同位素电池论文参考文献
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标签：压电热电动态型热转换; 同位素电池系统; 复合能量转换; 力-热-电耦合;