یزد دانلود |
دانلود فایل علمی فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره بهینهسازی پارامترهای عملکردی باتریهای بتاولتائیک سیلیکونی مبتنی بر دیود سد شاتکی
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره بهینهسازی پارامترهای عملکردی باتریهای بتاولتائیک سیلیکونی مبتنی بر دیود سد شاتکی دارای ۱۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره بهینهسازی پارامترهای عملکردی باتریهای بتاولتائیک سیلیکونی مبتنی بر دیود سد شاتکی کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره بهینهسازی پارامترهای عملکردی باتریهای بتاولتائیک سیلیکونی مبتنی بر دیود سد شاتکی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره بهینهسازی پارامترهای عملکردی باتریهای بتاولتائیک سیلیکونی مبتنی بر دیود سد شاتکی :
مقدمه
باتری بتاولتائیک به دلیل دارا بودن چگالی انرژی بالا، طول عمر بالا، قابلیت مجتمعسازی آسان، کوچکسازی و ;
گزینهی بسیار مناسبی برای مقاصد توان پایینی از قبیل شبکههای بیسیم، حسگرهای دمایی و سیستمهای میکرو الکترومکانیکی میباشدi]، .[ این باتریها از قرار دادن یک چشمهی رادیوایزوتوپی بتازا در مجاورت یک نیمههادی پیوندی مناسب (اتصالات p-n، p-i-n و یا شاتکی) تشکیل میشود .[iii] اساس کار باتریهای بتاولتائیک مشابه سلولهای خورشیدی، جمعآوری حاملهای تولیدشده (الکترون-حفره) توسط میدان الکتریکی ذاتی شکل گرفته در اتصال است.
در این مقاله، با استفاده از چشمهی نیکل-۶۳ و براساس شبیهسازیهای مونتکارلو با کد MCNP4C و معادلات حالت درون نیمههادی سیلیکون، پارامترهای بهینهبه منظور طراحی یک باتری بتاولتائیک مبتنی بر دیود سد شاتکی تعیین شدهاند. لازم به ذکر است که در این مطالعه برخلاف برخی از کارهای اخیر صورت گرفته در این حوزه، بهجای استفاده از انرژی متوسط، از طیف انرژی ذرات بتا استفاده شده است iv]،v و .[vi
مواد و روشها
۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan
_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان
۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان
Error! Unknown switch argument. سطح مقطعی از باتری بتاولتائیک طراحیشده را نشان میدهد که در آن ذرات بتای گسیلی از چشمهی ۶۳Niمیباشد. همچنین W عرض ناحیهی تخلیه و Lp طول پخشحاملهای اقلیتی حفره درون شبهلایه یسیلیکون نوع-n با داپت پایین میباشند که به ترتیب از روابط ۱ و ۲ بهدست میآیند
]Error! Unknown switch argument.، .[vi i
شکل :۱ سطح مقطعی از باتری بتاولتائیک طراحیشده مبتنی بر دیود سد شاتکی (ابعاد واقعی نیست)
(۱)
۲ s i w
qN D
(۲) ۱ .( ۳۷۰ (۱۳۰ kT Lp
۲ ۷.۸E 13N D 1.8 E 31N D )1.25 N D 1 ( q
۸E 17
در روابط اخیرs q ND k وTبه ترتیب ثابت دیالکتریک، بار الکتریکی، چگالی ناخالصی دهنده، ثابت بولتزمنو دمای مطلق بر حسب کلوین میباشند. همچنین i پتانسیل شکلگرفته در عرض ناحیهی تخلیه بوده که از رابطهی۳ محاسبه میشود:
(۳) ( N C V t Ln( B i
N D
که در آن Vt ولتاژ حرارتی (۰/۰۲۵ eV) ، NC چگالی موثر حالتها در نوار رسانش نیمههادی و B ارتفاع سد شاتکی است که با توجه به تابع کار فلز شاتکی (M) و الکترون افینیتی نیمههادی () مطابق رابطهی Error!
Unknown switch argument. تعیین می شود.
B M (4)
برای یک باتری بتاولتائیک مبتنی بر دیود سد شاتکی، چگالی جریان اتصالکوتاه (JSC) از حل معادله ی پخش حاملها درون نیمههادی و از مجموع چگالیهای جریان در نواحی تخلیه (JD) و شبهلایه نوع-(JN) N به دست
میآید .]Error! Unknown switch argument.[ یعنی:
۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan
_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان
۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان
}) (۵) exp( L La ) ) ] exp( w Lp ) L w {[coth( Lp La ) ) qN (1 exp( w qN J J J
( L w sinh( La La Lp L a 2 L p 2 e h La e h N D SC
Lp
که در آن، La و L به ترتیب بیانگر اکتیویته، برد توقف ذرات بتا و ضخامت ناحیه فعال (نشان داده شده در
(Error! Unknown switch argument. می باشند.هم چنین برای یک باتری بتاولتائیک ولتاژ مدار باز (VOC) و بازدهی () به ترتیب از روابط Error! Unknown switch argument. و Error!
Unknown switch argument.تعیین می شوند.
(۶) ( Jsc ln(1+ nkT = V oc
J0 q
(۷) ۱۰۰ FF V oc I sc (%)
Pin
که در آنPin توان کل ورودی به قطعه توسط چشمهی رادیوایزوتوپی است.همچنین J0 چگالی جریان نشتی و FF فاکتور پرکننده میباشند که به ترتیب مطابق روابطه.Error! Unknown switch argument و Error!
Unknown switch argument. تعریف می شود.
( ) q B 2 *
( exp( J0 A T
nkT
( ) Jsc kT V oc
( ln(1+ =
J0
q
بحث و نتیجهگیری
براساس روابط تحلیلی بخش قبل، عملکرد باتری بتاولتائیک مبتنی بر سد شاتکی، متأثر از فلز شاتکی (جنس و ضخامت)، تعداد حاملهای تولیدی (Ne-h)، برد توقف ذرات بتا (La)، ضخامت ناحیهی فعال (L)، عرض ناحیهی تخلیه (W) و طول پخش حامل اقلیتی حفره در شبهلایهی نوع-(Lp) N است. بنابراین برای محاسبهی بازدهی تبدیل، این پارامترها باید بررسی و تعیین شوند.
با توجه به روابط بخش قبلی، ولتاژ مدار باز بهشدت، تابع فلز شاتکی است لذافلزات شاتکی با تابع کار بالا باید انتخاب شوند. از طرفی دیگر، بواسطهی تضعیف ذرات بتا در فلز، ضخامت فلز شاتکی باید کمینه باشد. بنابراین نیکل با ضخامت ۱۰۰ نانومتر بهعنوان فلز شاتکی انتخاب شد.
براساس شبیهسازی با کد )MCNP4Cشکل (۲، متوسط تعداد حامل های تولیدی درون سیلیکون (Ne-h) از تقسیم متوسط انرژی بهجای گذاشته شده توسط یک ذره بتا درون سیلیکون (Edep ) بر متوسط انرژی یونش ( )، برابر با ۲۲۰۰ حامل محاسبه شد. همچنین با توجه به اینکه بیش از %۹۵ از انرژی ذرات بتا در ضخامتهای کمتر از ۹/۵
۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan
_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان
۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان
میکرومتربهجای گذاشته میشود، این ضخامت بهعنوان برد توقف ذرات بتای گسیلی از چشمهی نیکل-۶۳ درون سیلیکون تعیین شد.
۳۵۰
۳۰۰
۲۵۰ (#)
۲۰۰ particleper
۱۵۰
۱۰۰ EHPs
۵۰
۰
۱۸ ۱۶ ۱۴ ۱۲ ۱۰ ۸ ۶ ۴ ۲
depth within silicon (µm)
شکل :۲ متوسط انرژی بهجایگذاشته شده در سیلیکون به ازای یک ذره بتای گسیلی از چشمهی نیکل-۶۳
همچنین وابستگی عرض ناحیهی تخلیه و طول پخش حفره در سیلیکون با چگالی ناخالصی (ND) در Error!
Unknown switch argument. نشان داده شده است. همان طور که از این شکل پیداست این مقادیر با افزایش ND کاهش مییابند. شایان ذکر است که وقتی ND برابر با ۱e13 (#/cm3)باشد، عرض ناحیه تخلیه تقریباً برابر با ۹/۵ میکرومتر (برابر با برد توقف ذرات بتا) خواهد بود.
۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan
ب)
_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان
۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان
۱۴۰۰۰
۱۲۰۰۰
۱۰۰۰۰
۸۰۰۰ الف)((µm
۶۰۰۰ Lp
۴۰۰۰
۲۰۰۰
۱۷ ۱۶ ۱۰ ۱۵ ۱۰ ۱۴ ۱۰ ۱۳ ۰
۱۰ ۱۰
ND (#/cm3)
۱۰
X: 1e+013
Y: 9.696
۸
۶ (µm)w
۴
۲
۱۷ ۱۰ ۱۶ ۱۰ ۱۵ ۱۰ ۱۴ ۱۰ ۱۳ ۰
۱۰
ND (#/cm3)
شکل :۳ الف)عرض ناحیهی تخلیه و ب) طول پخش حفره در سیلیکون برحسب ND
در انتها نیز عملکرد الکتریکی باتری بهازای اکتیویتهی۱۰mCi/cm2از چشمهی نیکل-۶۳ در Error!
Unknown switch argument. نشان داده شده است
اشتراکگذاری:
- لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
- همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
- ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
