Single crystal CVD diamond membranes for betavoltaic cells

Autor: Philippe Bergonzo, Samuel Saada, Michal Pomorski, Colin Delfaure, J. de Sanoit
Přispěvatelé: Laboratoire Capteurs Diamant (LCD-LIST), Département Métrologie Instrumentation & Information (DM2I), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Applied Physics Letters
Applied Physics Letters, American Institute of Physics, 2016, 108 (25), pp.252105. ⟨10.1063/1.4954013⟩
Applied Physics Letters, 2016, 108 (25), pp.252105. ⟨10.1063/1.4954013⟩
ISSN: 0003-6951
DOI: 10.1063/1.4954013⟩
Popis: International audience; A single crystal diamond large area thin membrane was assembled as a p-doped/Intrinsic/Metal (PIM) structure and used in a betavoltaic configuration. When tested with a 20 keV electron beam from a high resolution scanning electron microscope, we measured an open circuit voltage (V-oc) of 1.85V, a charge collection efficiency (CCE) of 98%, a fill-factor of 80%, and a total conversion efficiency of 9.4%. These parameters are inherently linked to the diamond membrane PIM structure that allows full device depletion even at 0V and are among the highest reported up to now for any other material tested for betavoltaic devices. It enables to drive a high short-circuit current I-sc up to 7.12 mu A, to reach a maximum power P-max of 10.48 mu W, a remarkable value demonstrating the high-benefit of diamond for the realization of long-life radioisotope based micro-batteries.
Databáze: OpenAIRE