طراحی، شبیه سازی و ساخت یک نمونه آزمایشگاهی باتری نیمه هادی فوتو-بتاولتائیک

روش های متعددی برای تبدیل انرژی ذرات واپاشی بتا به انرژی الکتریکی وجود دارد. تبدیل انرژی ذرات بتا به انرژی الکتریکی با استفاده از قطعات نیمه هادی، یکی از روش های مهم تبدیل انرژی واپاشی است که در باتری های رادیوایزوتوپی به کار برده می شود. در این تحقیق، یک باتری نیمه هادی فوتو-بتاولتائیک طراحی و ساخته شده است. این باتری ساخته شده، انرژی خورشیدی و انرژی پرتوهای بتا را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. فرآیند آلایش سیلیکون برای ساخت دیود p-i-n بررسی و انجام شده که شامل نفوذ آلاینده ها در دمای C°1000، آنالیز SEM، محاسبه میزان آلایش، محاسبه عمق نفوذ و بررسی مقاومت الکتریکی سطح سیلیکون آلاییده شده است. در حضور پرتوهای بتای گسیلی از چشمه 90Sr/90Y (μCi 58)، جریان بتاولتائیک اندازه گیری شده برابر با pA 50 گردید. باتری مورد استفاده در آزمایشگاه، با کد مونت کارلو MCNP5 شبیه سازی شد و جریان الکتریکی pA 2/45 به دست آمد. نتایج شبیه سازی و تجربی توافق بسیار خوبی دارند. همچنین این باتری ساخته شده به نور مرئی هم پاسخ می دهد و حساسیت آن قابل قیاس با سلول های نوری است.

کلیدواژه ها:

ذرات بتا ، باتری فوتو-بتاولتائیک ، آلایش نیمه هادی ، رادیوایزوتوپ ، شبیه سازی