引用本文:靳占刚,汤晓斌,周大勇,郭潇,吴敏,刘云鹏,曹章轶.双重效应γ射线核电池的制备与性能研究[J].上海航天,2019,36(1):78-84.
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双重效应γ射线核电池的制备与性能研究
靳占刚1,汤晓斌1,周大勇2,郭潇1,吴敏2,刘云鹏1,曹章轶2
(1. 南京航空航天大学 材料科学与技术学院,江苏 南京 211106;2. 上海空间电源研究所,上海 200245)
摘要:
为提升核电池的电学输出性能,提出了利用γ射线结合辐致伏特和辐致光伏两种能量转换机制制备核电池的思路。基于γ射线、AlGaInP半导体PN结和ZnS:Cu荧光材料,制备了四级辐致伏特效应核电池(FRVB)和四级辐致伏特/光伏双重效应核电池(FDEB),研究了不同厚度荧光层所组成的双重效应核电池的电学性能。在X射线辐照下,测试结果显示5种不同厚度荧光层组成的并联结构双重效应核电池的最大输出功率分别为57.26,77.03,116.31,132.85,150.86 nW,性能均优于四级辐致伏特效应核电池。利用蒙特卡罗粒子输运程序MCNP5,模拟计算了光子在四级双重效应核电池中的能量沉积,结果显示荧光层中沉积的能量很少,却显著提升了核电池的输出性能。研究表明:多级结构双重能量转化机制可有效提升核电池的电学性能,为提升核电池性能提供了一种新的研究思路。
(1. College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106, Jiangsu, China;2. Shanghai Institute of Space Power Sources, Shanghai 200245, China)

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