韓國和美國的研究人員借用了傳統(tǒng)上用于光伏設(shè)備的策略，以增強(qiáng)從β粒子產(chǎn)生電流的電池概念。這項工作背后的團(tuán)隊說，這是朝著制造用于小型設(shè)備的持久電池邁出的一步。
 
Betavoltaic細(xì)胞使用放射性同位素（在本例中為碳14）產(chǎn)生beta輻射。通常，這樣的裝置包含吸收輻射以產(chǎn)生電子的半導(dǎo)體。現(xiàn)在，由大邱慶北科技學(xué)院的Su-Il In領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊用涂有釕基染料的二氧化鈦電極代替了半導(dǎo)體。In小組報告的電池在對電極上使用了發(fā)射β的碳14量子點層，并使用了涂有染料的電極作為陽極。
 
染料涂層，也稱為染料敏化，通常出現(xiàn)在光伏電池中。在光的存在下，染料吸收接近的光子并響應(yīng)地產(chǎn)生電子。  
染料敏化的β伏打電池的圖解機(jī)理 資料來源：©Su-il In / DGIST 碳作為對電極材料和放射源的雙重作用簡化了設(shè)備架構(gòu)
 
在新的β電池中，β輻射提供的能量導(dǎo)致電荷從染料的釕金屬離子轉(zhuǎn)移到其配體，并導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)移到二氧化鈦陽極。恩說：“我認(rèn)為融合新技術(shù)和新技術(shù)來解決Beta電池問題將對我們的未來有用。”
 
染料敏化設(shè)備的性能要比不含任何染料的設(shè)備好得多，它產(chǎn)生的電子多32,000倍。此外，In說使用染料“代替了使用半導(dǎo)體的昂貴且復(fù)雜的工藝”，可將制造成本降低約30％。
 
來自德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)的光伏電池技術(shù)專家Yana Vaynzof評論說：“碳14量子點層既作為放射性激發(fā)源又是對電極的雙重作用特別具有創(chuàng)新性” 。
 
Vaynzof補(bǔ)充說，“在提高設(shè)備效率以及穩(wěn)定性方面同樣重要的障礙仍然有待克服。” 目前電池的效率為0.48％，還不足以實現(xiàn)廣泛的商業(yè)化。
 
In的團(tuán)隊旨在在未來的研究中提高染料敏化的β伏打電池的效率，In表示該技術(shù)最終可用于構(gòu)建幾乎不需要充電的自持式電池。