[0001] 本发明属于同位素电池或原子电池领域，具体涉及一种伽马光伏同位素电 池。

[0002] 随着现代电子技术特别是移动设备和微机电系统(MEMS)的迅猛发展，要 求其电源具有低功率、长寿命、高可靠性和体积微小的特点，才能满足在诸如微 型管道机器人、植入式微系统、无线传感器、人工心脏起搏器、便携式移动电子 产品领域、太空或深海无人探测器等高端领域的供电需求。

[0003] 一种满足上述需求的微型电池是辐射伏特同位素电池，其是采用能天然发出 β射线的β同位素源与具有PN结或PIN结的半导体材料相复合，其中β射线轰 击半导体材料时产生电子-空穴对，电子和空穴在PN结内建电场的作用下分别 汇集到半导体材料的N区和P区，分别形成电池的负极和正极，可对外供电。 这类辐射伏特同位素电池为追求高输出电压或电流，通常要求β射线具有高能 量，例如通常采用的辐射源如下：63Ni，其发出的β射线147 137
的平均能量为17.42KeV；  Pm，其发出的β射线的平均能量为61.93KeV； Ce，其发出的β射线的平均 能量为187.1KeV；90Sr，其发出的β射线的平均能量为195.8KeV；高能β射线 往往会损害半导体材料的晶格，造成半导体材料失效，导致这类辐射伏特同位素 电池的寿命难以持久。

[0004] 为减少对半导体晶格的损害，已经有人们建议将β辐射源改为氚，即3H， 其发出的β射线的能量为5.69KeV，但氚以氚气或重水等流体形式使用时，给电 池的密封带来困难，稍有不慎会导致放射源的泄露，导致安全问题。也有人提出 用金属氚化物的方式来使用氚，但这样的话，放射源中的氚含量过低，使得电池 的输出电压和电流都非常微弱，难以实用。

[0005] 另外，由于单个辐射伏特同位素电池的输出电压或电流相对微弱，必须将多 个单个辐射伏特同位素电池串联或并联使用才能给外部负载有效供电，然而其所 使用的半导体材料是刚性的，因此只能采用一层一层堆叠的方式来实现串联或并 联，这使得电池的组装方式受到限制。

[0032] 下面通过实施例对本发明的内容作进一步的说明，但并不因此而限制本发 明。

[0033] 实施例1

[0034] 低能伽马同位素源层是其上涂覆有55Fe的聚乙烯薄膜，闪烁体层是10wt％ 蒽分散在聚苯乙烯中而制成的薄膜，光伏半导体层为锑化镉半导体薄膜。这三者 都是柔性层，厚度均为0.1mm。将三层依次贴合在一起，并制成长宽厚为 1000mm*10mm*0.3mm的长条状，其然后卷成一卷。伽马光伏同位素电池的电 流密度根据所使用的55Fe的量的不同可以为100-300nA/cm2，卷成一卷后，整体 对外输出电流可达10-30μA，能够满足一般的MEMS器件或心脏起搏器的电流 要求。

[0035] 实施例2

[0036] 低能伽马同位素源层是其上涂覆有55Fe的聚乙烯薄膜，闪烁体层是多个 Lu1.8Y0.2SiO5:Ce晶体片条平行排列成的简牍状结构，光伏半导体层为CuInSe2半 导体薄膜。这三者都是柔性层，厚度均为0.1mm。将三层依次贴合在一起，并制 成长宽厚为1000mm*
10mm*0.3mm的长条状，其然后卷成一卷。伽马光伏同位 素电池的电流密度根据所使用的
55Fe的量的不同可以为100-300nA/cm2，卷成一 卷后，整体对外输出电流可达10-30μA，能够满足一般的MEMS器件或心脏起 搏器的电流要求。

[0037] 以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的 技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本发明的原理，而不是以任何方式限制本发明的范围，在不脱离本发 明范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保 护的范围内。