Это история про инновационный автономный источник питания — компактную атомную батарейку, которая может работать до 20 лет. За счет оригинальной 3D-структуры бетавольтаического элемента ее размеры уменьшились втрое, удельная мощность повысилась  на порядок,  а себестоимость — снизилась на 50%. Да, вот такое  чудо техники. Российское - суровое и оригинальное.  Ученые НИТУ «МИСиС» под руководством профессора кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников Виктора Мурашова  представили инновационный автономный источник питания — компактную атомную батарейку, которая может работать десятилетиями. За счет оригинальной 3D-структуры бетавольтаического элемента ее размеры уменьшились втрое, удельная мощность повысилась в 10 раз,  а себестоимость — снизилась на 50%. Результаты опубликованы в международном научном журнале Applied Radiation and Isotopes.  В конструкции устройства используется оригинальная, запатентованная микроканальная 3D-структура никелевого бетавольтаического элемента. Ее особенность в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи. Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока. «Выходные электрические параметры предложенной конструкции составили: ток короткого замыкания IКЗ — 230 нА/см2 (в обычной планарной — 24 нА), итоговая мощность — 31нВт/см2, (в планарной — 3нВт). Конструкция позволяет на порядок повысить эффективность преобразования энергии, выделяющейся при распаде β-источника, в электроэнергию, что в перспективе снизит себестоимость источника примерно на 50% за счет рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа, — рассказывает один из разработчиков Сергей Леготин, доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС». Определены оптимальные параметры конструкции преобразователя и рассчитаны его основные характеристики. На основании проведенных расчетов можно сделать вывод, что 3D-структура позволит увеличить площадь активной поверхности в 14 раз (при глубине микроканалов 80 мкм), а также вероятность проникновения бета-частиц в p-n переход по сравнению с планарной структурой преобразователя. И, как следствие, растет плотность неравновесных носителей заряда и выходная мощность устройства.  Выходные электрические параметры предложенной конструкции при удельной активности Ni-63 2,7 мКи составили:  ток короткого замыкания IКЗ = 276 мкА/см2 (в планарной - 24 нА);  напряжение холостого хода UХХ = 149 мВ (125 мВ на планарный);  мощность P = 23,7 мкВт/см2;  КПД: η = 1,4 %.  3D бетавольтаического элемента с двусторонним преобразованием., - поясняет Сергей Леготин. При этом разработка позволит на порядок увеличить удельную мощность, за счет чего в три раза снизятся массогабаритные показатели элементов питания батарей на их основе с сохранением требуемого уровня выходной мощности. Батарейка может быть применена в нескольких функциональных режимах: в качестве аварийного источника питания и датчика температуры в устройствах, используемых при экстремальных температурах и в труднодоступных (или совсем не доступных) местах: в космосе, под водой, в высокогорных районах. Уникальные свойства источника питания -  в рекордно высокой удельной энергоемкости, надежности, способности работать без обслуживания и беспрецедентно большом сроке службы. Бетавольтаические преобразователи станут незаменимы в ситуациях, где химические элементы питания не могут обеспечить длительной и стабильной работы, например, в задачах, связанных с освоением космоса или с электропитанием приборов в условиях критически низких температур — в Арктике и Заполярье В настоящий момент разработчики завершают процедуру международного патентования изобретения, а само устройство уже признано зарубежными экспертами. В частности, в обзоре международного агентства маркетинговых исследований Research and Markets НИТУ «МИСиС» назван одним из ключевых участников мирового рынка бетавольтаических батарей.  Университет вошел в один ряд с такими компаниями, как City Labs, BetaBatt, Qynergy Corp и Widetronix. В обзоре указано, что разработка ученых НИТУ «МИСиС» — батарейка на основе бетавольтаических элементов (БВЭ) — имеет большой потенциал, так как потребности в надежных элементах питания с длительным сроком службы растут во всех отраслях промышленности. С учетом уникальных характеристик — небольшого размера и безопасности — разработка НИТУ «МИСиС», сможет занять существенную долю рынка источников питания. Science Communications