Миниатюрные топливные элементы, фото- и бета-преобразователи энергии Бондаренко Виталий Парфирович · · Белорусский государственный университет информатики. - презентация

1 Миниатюрные топливные элементы, фото- и бета-преобразователи энергии Бондаренко Виталий Парфирович · · Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (БГУИР) НИЛ Материалы и структуры наноэлектроники

2 Лаборатория Материалы и структуры микро и наноэлектроники Основана в 1992 г. Состав: 7 сотрудников 3-4 аспиранта, магистранты и студенты Проекты (ежегодно): 3-4 национальных НИР 2-3 НИР для фирм 1-2 международных контракта

3 Миниатюрный топливный элемент (МТЭ) +

4 Газо-диффузионные электроды на основе макро-ПК

5 Слой катализатора на основе мезо-ПК Si Pt PSi

6 Параметры: напряжение: 0,9 В; плотность тока: 0,3 А/см 2 ; максимальная удельная мощность 0,2 Вт/см 2. Достоинства: использование МЭМС технологии; масштабируемость и интеграция с СБИС. Мембранно-электродный блок МТЭ -

7 Фотопреобразователи на основе структур макропористый кремний / оксид цинка / Последовательность этапов изготовления: -Формирование макропористого кремния -- - Электрохимическое осаждение оксида цинка в макропористый кремний (гетеропереход ZnO/Si) - ZnO/Si -Напыление пленки ITO -- ITO -Нанесение металлических контактов --

8 фотопреобразователь с планарным p-n переходом фотопреобразователь макропористый кремний / оксид цинка Спектральная чувствительность !

9 Достоинства и области применения Области применения: : Фотодетекторы видимого диапазона Дискретные источники энергии, выполненные на пластинах большой площади Интегральные фотоэлектрические преобразователи для обеспечения энергией автономных электронных устройств Достоинства: : -Простота изготовления -- -Возможность интеграции -- -Сравнительно высокая эффективность -- -Низкая себестоимость --

10 Бета-батарея - Принцип был впервые предложен П. Раппапортом в 1954 году 1954 · P. Rappaport. The Electron-Voltaic Effect in p-n Junctions Induced by Beta- Particle Bombardment. Physical Review Vol. 93, pp. 246–247

11 63 Ni – бета-радиоактивный изотоп 63Ni – - Период полураспада: 100 лет : 100 Максимальная энергия бета-частиц: 65 кЭв - : 65 Средняя энергия бета-частиц: 17 кЭв - : 17 Преимущества: : Длительное время активности Энергия бета-частиц ниже порога радиационных повреждений кремния - Излучение легко экранируется Возможность нанесения электрохимическим способом

12 Бета-батарея с 63 Ni 63Ni - Планарная конструкция Конструкция с макропористым кремнием Увеличенная площадь активной поверхности (толщины пористых слоёв до 200 мкм) 200 A p-n- p- 0.5 n- Ni-63 2

13 Испытания образцов бета-батареи - Ток короткого замыкания при комнатной температуре Ток короткого замыкания при при температуре жидкого азота напряжение холостого хода: 0,35 В; плотность тока короткого замыкания: 0,13 мкА/см 2 ; удельная мощность: 0,1 мкВт/см 2.

14 Благодарю за внимание! Контакты: