基于CdTe的贝塔光伏电池的合理设计与钝化策略

《ACS Applied Energy Materials》：Rational Design and Passivation Strategy for Valid CdTe-Based Betavoltaic Cells

β伏打电池器件采用CdTe材料通过蒙特卡洛模拟优化薄膜厚度，退火处理使暗电流降至1.31×10^-12 A。Al?O?钝化层使平均VOC达196.5 mV，最大224 mV，并分析低ISC成因。

　　

在本文中，使用了碲化镉（CdTe）作为转换材料，来转换氚（³H）发射的β粒子，旨在开发β伏特电池。通过蒙特卡洛模拟设计了器件结构，并确定了CdTe薄膜的最佳厚度。通过选择适当的温度和持续时间对退火过程进行了精心优化，将器件的暗电流降低到了1.31 × 10^–12 A。此外，为了提高器件的开路电压（V_OC），在CdTe的背面涂覆了一层氧化铝（Al₂O₃）钝化层。带有Al₂O₃层的器件的开路电压中值为196.5 mV，而没有Al₂O₃层的器件开路电压中值仅为164 mV。器件的最大开路电压达到了224 mV。详细讨论证实了Al₂O₃钝化层能够降低暗电流并提升器件性能。同时，还分析了相对较低的短路电流（I_SC）值的产生原因。