[发明专利]基于液态半导体的夹层结构核电池及制备方法

权利要求书

1.一种基于液态半导体的夹层结构核电池，其特征在于包括衬底（1）、金属层（2）、液态半导体（3）、绝缘材料（4）、放射性金属（5）和非放射性金属（6），所述放射性金属（5）与非放射性金属（6）为一体结构，且放射性金属（5）设于非放射性金属（6）中间；绝缘材料（4）、金属层（2）和衬底（1）均由近及远依次设于上述一体结构的上下两面，所述绝缘材料为中空结构，液态半导体（3）设于绝缘材料的空腔内；所述放射性金属（5）与液态半导体（3）形成肖特基接触或欧姆接触、金属层（2）与液态半导体（3）形成欧姆接触或肖特基接触；所述放射性金属（5）的面积与绝缘材料（4）的空腔接触面积一致；所述放射性金属（5）和非放射性金属（6）的表面积之和分别与衬底（1）、金属层（2）一致；所述绝缘材料（4）与金属层（2）接触部位的外周轮廓所辖表面积小于金属层（2）的表面积。

2.如权利要求1所述的基于液态半导体的夹层结构核电池，其特征在于：所述液态半导体（4）所用材料含有Ⅵ族元素，所述Ⅵ族元素为氧、硫、硒和碲。

3.如权利要求2所述的基于液态半导体的夹层结构核电池，其特征在于：所述液态半导体（4）所用材料是硒、碲、Ⅵ族元素的共晶混合体或Ⅵ族元素与金属的合金。

4.如权利要求1所述的基于液态半导体的夹层结构核电池，其特征在于：所述衬底（1）为玻璃，所述玻璃的耐温值不低于1000℃。

5.如权利要求1所述的基于液态半导体的夹层结构核电池，其特征在于：所述金属层（2）为镍或铝。

6.如权利要求1所述的基于液态半导体的夹层结构核电池，其特征在于：所述放射性金属（5）为放射性金属镍-63或放射性金属钷-147。

7.如权利要求1所述的基于液态半导体的夹层结构核电池，其特征在于：所述非放射性金属（6）为非放射性金属镍或非放射性金属钷。

8.如权利要求1所述的基于液态半导体的夹层结构核电池，其特征在于：所述绝缘材料（4）为氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷或碳化硅陶瓷。

9.如权利要求1所述的基于液态半导体的夹层结构核电池的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、清洗衬底，在衬底上沉积金属层，金属层厚度为1～2μm，作为欧姆接触或肖特基接触；

步骤2、在金属层上制作一个由绝缘材料围成的空腔，空腔形状为圆柱形、长方体、正方体或棱柱；

步骤3、将液态半导体装载到空腔中；

步骤4、在液态半导体和绝缘材料上加载一层镀制的放射性金属和非放射性金属，形成肖特基接触或欧姆接触，制备出下层换能单元；

步骤5、按照步骤1、2、3制备出上层换能单元，并与步骤4制备出的下层换能单元封装在一起，完成夹层结构核电池的制备。