Theoretical prediction of time-related performance of GaN-based p–n junction betavoltaic battery

电池(电) 功率密度 电压 开路电压 兴奋剂 光电子学 材料科学 p-n结 功率(物理) 电流密度 最大功率原理 电气工程 六方晶系 核工程 半导体 物理 化学 工程类 热力学 量子力学 结晶学
作者
Ziyi Chen,Jingbin Lu,Renzhou Zheng,Xiaoyi Li,Yu Wang,Xue Zhang,Yuehui Zhang,Qiming Cui,Xinxu Yuan,Yang Zhao,Haolin Li,Yumin Liu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:122 (17) 被引量:6
标识
DOI:10.1063/5.0142965
摘要

Betavoltaic batteries can meet long-term energy supply needs. However, due to the decay of the radioactive source, the output performance of battery will change over time, and the laws of this change require elucidation to aid the battery engineer. In this study, the influences of time on the apparent power density and β-energy spectrum of the 63 Ni source were clarified. Moreover, the structural parameters, including the p-region, n-region doping concentrations, and junction depth of GaN-based (hexagonal) p–n junction, were optimized, which are 2 × 1017 cm–3, 1014 cm–3, and 0.1 μm, respectively. In particular, the time-related performance trends were analyzed, and a formula for the maximum output power density deterioration was obtained, which can be used to evaluate the performance of 63 Ni GaN-based p–n junction betavoltaic battery within 200 years. The simulation results showed that the maximum output power density of battery after 50 years is 0.243 μW cm−2, which is only 60% of the initial value. In addition, the other output performances, namely, the short-circuit current density, open-circuit voltage, fill factor, and conversion efficiency are 0.096 μA cm−2, 2.67 V, 94.3%, and 20.5%, respectively.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
better完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
沉静亿先完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
henry发布了新的文献求助10
1秒前
guo发布了新的文献求助10
1秒前
轻松的小虾米完成签到,获得积分10
1秒前
ly3948完成签到,获得积分10
2秒前
小徐徐爱学习完成签到,获得积分10
2秒前
zier完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
年轻绮波完成签到,获得积分10
2秒前
自然鹭洋发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
橙子发布了新的文献求助10
3秒前
BOYA完成签到,获得积分10
3秒前
cellulose完成签到,获得积分10
3秒前
淘宝叮咚发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Visiony完成签到,获得积分10
3秒前
DD发布了新的文献求助10
4秒前
神鹰完成签到,获得积分10
4秒前
xinghui完成签到,获得积分10
4秒前
天王老子发布了新的文献求助10
4秒前
深情安青应助安详的真采纳,获得10
4秒前
5秒前
小何尖尖角完成签到,获得积分10
5秒前
candy9527发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
淘宝叮咚发布了新的文献求助10
6秒前
王乐安完成签到,获得积分10
6秒前
Fang Xianxin完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
mendicant完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
简单的银耳汤完成签到,获得积分10
7秒前
笑一笑完成签到,获得积分10
7秒前
普通水果完成签到,获得积分10
7秒前
江河日山发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6263493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8085303
关于积分的说明 16895181
捐赠科研通 5333919
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2839109
邀请新用户注册赠送积分活动 1816661
关于科研通互助平台的介绍 1670349