عنوان مقاله :
انتخاب بهينه مبدل نيمه‌هادي جهت افزايش توان و بازدهي در باتري‌هاي بتاولتائيك با چشمه‌هاي بتازاي 3H، 63Ni و 147Pm
پديد آورندگان :
قاسم‌آبادي ، داود دانشگاه جامع امام حسين (ع) - دانشكده و پژوهشكده علوم پايه - گروه فيزيك , ذكي ديزجي ، حسين دانشگاه جامع امام حسين (ع) - دانشكده و پژوهشكده علوم پايه - گروه فيزيك , عبداله‌زاده ، مسعود دانشگاه جامع امام حسين (ع) - دانشكده و پژوهشكده علوم پايه - گروه فيزيك
كليدواژه :
نيمه‌هادي , باتري , بتاولتائيك , بازدهي , معيار ارزيابي , انتخاب بهينه
چكيده فارسي :
مواد نيمه‌هادي به‌عنوان مبدل انرژي گسيلي به انرژي الكتريكي در باتري‌هاي بتاولتائيك نقش مهمي را ايفا مي‌كند. انتخاب بهينه آن‌ها باعث افزايش بازدهي در اين باتري‌ها خواهد شد. در اين پژوهش بر اساس نيمه‌هادي‌هاي متداول و با تكيه بر افزايش حداكثري بازدهي باتري بتاولتائيك و امكان به‌كارگيري چشمه‌هاي بتازاي 63Ni ،3H و 147Pm، شاخص‌ها و معيارهاي انتخاب بهينه مواد نيمه‌هادي مشخص گرديد. معيارهاي ارزيابي شامل ضريب پس‌پراكندگي ذرات بتا از نيمه‌هادي، بازدهي توليد زوج الكترون-حفره، مشخصات و ويژ‌گي‌هاي الكترونيكي، آستانه آسيب تابشي، بهره توليد تابش ترمزي، توان توقف و نفوذ ذرات بتا در نيمه‌هادي، مشخصات فيزيكي و تحمل دمايي، قابليت دسترسي و ساخت در نظر گرفته‌شده است. بر اساس اين معيارها و با مقايسه با نيمه‌هادي سيليكون، نيمه‌هادي‌هاي متداول مورد ارزيابي كمي قرار گرفته‌شده است. تعداد ده نيمه‌هادي B4C ،MgO ،AlN ،C-BN ،6H-SiC ،4H-SiC ،3C-SiC ،2H-SiC ،Diamond ،β-B با عدد اتمي مؤثر كم‌تر از 14 و باند گپ بالاتر از 1/12 الكترون‌ولت در دماي اتاق (K 300) در مقايسه با نيمه‌هادي سيليكون، مورد ارزيابي قرار گرفت. با توجه به نتايج حاصل از شاخص‌هاي ارزيابي، نيمه‌هادي‌هاي 4H-SiC ،c-BN ،Diamond گزينه‌هاي مناسب‌تر از نظر بازدهي انتخاب گرديد. با توجه به ارزيابي‌هاي انجام‌شده در اين پژوهش، براي ساختارهاي دو بعدي باتري بتاولتائيك نوع پيوند نيمه‌هادي براي الماس از نوع شاتكي با راديوايزوتوپ 147pm، همچنين براي نيمه‌هادي 4H-SiC با راديوايزوتوپ‌هاي 63Ni و يا 3H و براي ساختارهاي سه‌بعدي باتري‌هاي بتاولتائيك تركيب Si با راديوايزوتوپ‌هاي 147pm و يا 63Ni پيشنهاد مي‌گردد.
عنوان نشريه :
مواد پيشرفته در مهندسي
عنوان نشريه :
مواد پيشرفته در مهندسي
