Аннотация результатов, полученных в 2017 году
В 2017 году большая часть усилий группы была направлена на синтез материалов, создание установок и модернизацию уже существующих, разработку новых экспериментальных и теоретических методов исследования электронных свойств полупроводниковых соединений с халькопиритной (CuInSe2, CuGaSe2 и их твердые растворы Cu(InGa)Se2) и кестеритной (Cu2ZnSnSe4) структурой. Разрабатывался новый оптический метод – фотолюминесценция с импульсным возбуждением высокой мощности (до 100 кВт/см2), впервые примененный для изучения механизмов межзонной рекомбинации исследуемых материалов.Участниками проекта разрабатывались новые интенсивно развивающиеся методы, такие как рентгеновская фотоэлектронная дифракция (РФД) и фотоэлектронная голография (РФГ), позволяющие "визуализировать" атомную структуру поверхности твердых тел в 3D-формате, определять ее тип и межатомные расстояния в поверхностном слое до 3 нм. Данные методы впервые применены для изучения солнечных батарей на основе CuInGaSe2 (CIGS) и Cu2ZnSnSe4 (CZTS). РФД- и РФГ- анализ поверхности включает в себя как эксперимент, так и теоретические расчеты дифракции и голографии. Участниками проекта проводилась разработка методики и создание экспериментальной установки для облучения монокристаллов и тонких пленок быстрыми ионами, с использованием ионных ускорителей УрФУ и ионной пушки в камере фотоэлектронного спектрометра. Разрабатывались методики и создавалась экспериментальная установка для облучения монокристаллов и тонких пленок электронами с МэВ энергиями при низких температурах с их исследованием методами оптической спектроскопии «in situ». Методом вертикального Бриджмена выращивались монокристаллы халькопиритных соединений CuInSe2, CuGaSe2,их твердых растворов Cu(InGa)Se2 и монокристаллы соединений Cu1In3Se5 и Cu1In5Se8. Тонкие пленки Cu(InGa)Se2 (CZTS) и Cu2ZnSnSe4 (CZTS) на подложках Мо/стекло и стекло и гетероструктуры ZnO/CdS/Cu(InGa)Se2 и ZnO/CdS/Cu2ZnSnSe4 выращивались в УрФУ новым методом, предполагающим безвакуумное нанесение прекурсоров бинарных селенидов из водных растворов. Полученные материалы аттестовались по элементному составу, структурным и электронным свойствам методами фотоэлектронной, оптической и магнито-оптической спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света. Удалось получить лидирующие по структурному совершенству монокристаллы CuInSe2, CuGaSe2, Cu(InGa)Se2, Cu1In5Se8 и тонкие пленки CuInSe2. Качество материала оценивалось по ширине экситонных линий в спектрах фотолюминесценции (ФЛ), отражения и пропускания. В спектрах магнито-пропускания были обнаружены уровни Ландау, что позволило впервые определить параметры электронной структуры для CuInSe2. Подготовленные и аттестованные образцы облучались кэВ ионами аргона, водорода и МэВ электронами. Такие эксперименты проводились впервые на относительно новых материалах Cu2ZnSnSe4 и гетероструктурах ZnO/CdS/Cu2ZnSnSe4. Впервые пленки Cu(InGa)Se2, облученные кэВ протонами, исследовались новым методом: фотолюминесценцией с импульсным возбуждением высокой мощности. Наши исследования показали яркую зависимость появления стимулированного излучения от дозы и энергии протонов. Эффекты облучения ионами аргона (4 кэВ) тонких пленок Cu2ZnSnSe4 (CZTS), нанесенных на подложки Mo/стекло, исследовались методами фотолюминесценции (ФЛ) и фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). Были установлены механизмы излучательной рекомбинации доминирующей полосы (рекомбинации свободных электронов с дырками локализованными на акцепторах) и его зависимости от облучения. Проведены теоретические расчеты электронной структуры и свойств соединений CuInSe2, CuGaSe2, CuInS2 с использованием первопринципного (ab initio) подхода теории функционала плотности (density functional theory - DFT). Исследована зависимость параметров электронной структуры от элементного состава для Cu(In,Ga)(Se,S)2, изучены зависимости особенностей плотностей электронных состояний, которые возникают при отклонении элементного состава соединений CuInSe2, CuGaSe2, CuInS2 от идеальной стехиометрии. Методом ультрафиолетовой фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES) исследованы монокристаллы CuIn5Se8 и Cu(In,Ga)Se2. Соединение CuIn5Se8 возникает в приповерхностных слоях пленок CuInSe2 и является составной частью p-n перехода солнечных батарей на базе CuInSe2. В работе определена электронная структура данных соединений и дисперсионные соотношения. Из анализа дисперсионных кривых около точки Г(A) в центре зоны Бриллюэна CuIn5Se8 определены эффективные массы дырок. Полученные, в ходе выполнения проекта, результаты, помогут ускорить разработку высокоэффективных тонкопленочных солнечных батарей и улучшить их параметры. Данная информация будет полезна для разработчиков технологических процессов для производства солнечных батарей, ученых, занимающихся исследованием данных материалов и использующих данные экспериментальные методы.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
За 2018 год исполнители работали в нескольких направлениях. Для новой лаборатории оптической спектроскопии в Институте физики металлов УрО РАН был закуплен современный спектрометр с двумя охлаждаемыми линейными многоканальными детекторами для диапазонов: видимого (от 200 нм до 1100 нм) и ближнего инфракрасного (от 900 нм до 1670 нм). Использование такого спектрометра существенно сокращает время набора спектров, позволяет видеть спектры во время набора, увеличивает чувствительность и уменьшает уровень шума. Такой спектрометр может быть использован не только для измерений оптических спектров с непрерывным возбуждением, но и для измерений спектров фотолюминесценции (ФЛ) с импульсным возбуждением, что позволит существенно увеличить плотность мощности возбуждения со стандартных нескольких ватт на см2 до нескольких десятков кВт/см2 без увеличения температуры образца, производить быструю оценку структурного качества исследуемого материала, исследовать процессы излучательной рекомбинации, пороги стимулированной эмиссии и проверять возможность генерации лазерного излучения. В рамках проекта разрабатывались новые методы исследования с использованием рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС): были проведены эксперименты с использованием лазерной подсветки поверхности, исследуемой с помощью РФС. Такая подсветка, впервые использованная для исследования Cu(In,Ga)Se2 и Cu2ZnSnSe4, позволила анализировать локальные электрические свойства тонких пленок Cu(In,Ga)Se2 и Cu2ZnSnSe4, нанесенных на подложки Мо/стекло, изучать процессы динамики заряда, появляющегося в пленках из-за облучения рентгеновскими фотонами. Из-за сложности изучаемых материалов в проекте рутинно используется целый ряд методов подтверждающих, что полученный материал правильный: элементный состав, поверхностная и глубинная гомогенность (энергодисперсный и волнодисперсный ретгеноспектральный анализ с возможностью линейного и двухмерного сканирования), РФС и структуру кристаллической решетки (рентгеноструктурный анализ и комбинационное рассеяние), дублирование которых делает результаты значительно более надежными. При исследовании природы дефектов халькопиритов и кестеритов в проекте исследовались процессы дефектообразования и создание дефектов путем облучения материалов МэВ электронами. Была разработана и опробована методика такого облучения при температуре жидкого азота (77.4 К). Эффект такого облучения никогда ранее не исследовалось для изучаемого класса материалов. Принимая во внимание необыкновенно высокую радиационную стойкость как халькопиритов, так и кестеритов, в проекте изучались возможности применения этих материалов для создания бетаволтаических приборов, где вместо фотонов солнца используются электроны из бета-радиоктивных материалов. Произведены исследования влияния тока и энергии пучка электронов на электрические параметры прототипов бетаволтаических ячеек на базе Cu(In,Ga)Se2 при возбуждении пучком электронов растрового электронного микроскопа. Использование в рамках проекта теоретических методов исследования позволяет лучше понять полученные экспериментальные результаты. Электронная структура валентных состояний CuInSe2, CuGaSe2 и CuIn0.5Ga0.5Se2 детально изучена теоретически и экспериментально в широком диапазоне энергий до 20 эВ от уровня Ферми. В рамках LDA+U метода мы сконцентрировались на глубоких, заполненных электронных оболочках 4d-индия и 3d-галлия. Рассчитанная электронная структура сравнивается с экспериментальными спектрами фотоэмиссии (ФЭ) высокого разрешения, измеренными при энергиях фотонов 600 эВ. Данная энергия возбуждения выбрана после анализа сечений фотоионизации всех элементов, входящих в состав кристаллов. Расчеты демонстрируют очень хорошее согласие энергетического положения In-4d и Ga-3d состояний и формы линий с экспериментально полученными спектрами ФЭ. Изучено влияние учета спин-орбитального взаимодействия на форму спектров глубоко лежащих состояний 4d-индия и 3d-галлия. Кроме того, электронная структура, зоны, полные и парциальные плотности электронных состояний халькопиритов Cu(In,Ga)(Se,S)2 была рассчитана в программном пакете Quantum ESPRESSO. Использовалось приближение обобщенной градиентной поправки (GGA) версии PBE (Perdew-Burke-Ernzerhof) и гибридные обменно-корреляционные функционалы HSE (Heyd-Scuseria-Ernzerhof). Были выращены монокристаллы халькопиритных соединений с отклонениями от идеальной стехиометрии (с небольшим избытком меди): CuInSe2, CuGaSe2 и CuIn(1-x)GaSe2 с малым содержанием галлия (х=5% и х=10%) и твердых растворов CuIn0.75Ga0.25Se2, CuIn0.5Ga0.5Se2, CuIn0.25Ga0.75Se2 с высоким содержанием Ga. Были выращены высококачественные монокристаллы CuInS2 и Cu2SnS3. Кроме этого были выращены высококачественные монокристаллы соединения CuInTe2, перспективного, но малоисследованного полупроводника с халькопиритной структурой, высоким коэффициентом поглощения и запрещенной зоной близкой к оптимальному значению для поглощающего слоя солнечных батарей Eg = 1 эВ. Совершенство образцов, созданных в рамках проекта, позволило изучать особенности спектроскопии экситонов в халькопиритах, применить для исследования электронной структуры магнитооптические методы и улучшить разрешение в спектрах фотоэлектронной спектроскопии. Именно магнитооптическим методом (магнитоотражение) впервые удалось экспериментально определить эффективную приведенную массу В экситона, его эффективный Ридберг, Боровский радиус и массу дырки в валентной подзоне В для CuGaSe2. А для CuInTe2 методом оптического отражения впервые удалось разрешить свободные А и В экситоны и определить энеретическое расщепление А и В валентных подзон. В рамках проекта исследованы пленки Cu2ZnSnSe4 и солнечные батареи, изготовленные в Университете города Ньюкасл (Великобритания). Создание солнечной батареи из Cu2ZnSnSe4 включает травление поверхности пленки цианидом калия, создание p-n перехода путем нанесение слоя n-типа полупроводника CdS и прозрачного электрода ZnO. Методом фотолюминесценции (ФЛ) и фотолюминесценции возбуждения было проведено сравнительное исследование пленок и солнечных батарей. Результаты такого исследования помогают понять, что же происходит с оптическими и электронными свойствами Cu2ZnSnSe4 в процессе изготовления солнечной батареи, как на это влияют технологические параметры процесса изготовления Cu2ZnSnSe4 (температура селенизации прекурсоров из Cu, Zn и Sn) и содержание меди в пленке Cu2ZnSnSe4. Натрий является важным элементом для роста пленки Cu(In,Ga)Se2. Обычно натрий дифундирует из стекла, на котором выращивается такая пленка. Однако, если увеличить содержание натрия, то структурное качество пленки существенно вырастет. Это было установлено в работе, выполненной в рамках проекта. Метод, который использовался для анализа, ФЛ с высокой интенсивностью импульсного лазерного возбуждения, является новым для халькопиритов. Было установлено, что пленки Cu(In,Ga)Se2, выращенные с повышенным содержанием натрия, демонстрируют стимулированную эмиссию начиная с пороговой мощности 20 кВт/см2, в то время как в пленках, выращенных без добавок натрия стимулированная эмиссия обнаружена не было при увеличении плотности мощности возбуждения до 75 кВт/см2. Теоретически и экспериментально изучены межатомные оже переходы в CuInSe2 при наличии внутренних уровней с близкими энергиями. Переходы между такими уровнями приводят к резонансному (по разности энергий уровней) усилению оже-спектров, что позволяет наблюдать межатомные оже переходы в рентгеновском диапазоне. Показано, что интенсивность межатомного оже-перехода существенно увеличивается, если соседний атом имеет внутренний уровень близкий по энергии к уровню центрального атома.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В 2019 году оптические измерения проводились в новой оптической лаборатории, укомплектованной оборудованием, закупленным в ходе данного проекта РНФ. Кроме этого оптические измерения также проводились: (1) на спектрометре Физико-технологического института Уральского Федерального Университета где было сделано новое пельтье-охлаждение детектора оптического сигнала, что позволило измерять в одном спектре диапазон от 750 нм до 1660 нм. Это позволило наблюдать эмиссию буферного (CdS) и поглощающего (Cu2ZnSnSe4 или CuInGaSe2) слоев солнечных батарей в одном спектре. Было существенно улучшено соотношение сигнал-шум, что позволило изучать мало-интенсивные полосы в спектрах халькопиритов и кестеритов; (2) в лаборатории физического департамента Strathclyde University, Глазго, проводились измерения связанные с экситонами, требующие высокого спектрального разрешения поскольку лаборатория оснащена монохроматором с базой 1 м. (3) Гренобльской лаборатории сильных магнитных полей (GLHMF-CNRS) в 2019 году было поддержано 2 проекта, поданных участниками РНФ-17-12-01500, по которым было выделено 2 недели для измерений спектров магнито-фотолюминесценция и магнито-отражения с разрешением по круговой поляризации. Фотоэлектронная спектроскопия: измерения проводились в Институте Химии Твердого Тела Уральского отделения РАН и на синхротроне BESSY (Берлин) в Германии в Германии, где использовались методы резонансной рентгеновской фотоэмиссии и поглощения. Ускоритель электронов: активно использовался пучок электронов с энергией 10 МэВ ускорителя ФТИ УрФУ для облучения пленок Cu(In,Ga)Se2, CdS/Cu(In,Ga)Se2, солнечных батарей на их основе и монокристаллов Cu2SnS3, при комнатной температуре и при 78 К в ванне с жидким азотом. Ускоритель протонов: для облучения ионами водорода с энергиями от 2 до 10 кэВ в тонкие пленки Cu(In,Ga)Se2 использовались импланторы физического департамента в University of Salford (Манчестер, Англия). Теоретические методы исследования: использовался первопринципный подход на базе теории функционала плотности. Электронная структура исследуемых материалов рассчитывалась с помощью программных пакетов TB-LMTO-ASA и Quantum ESPRESSO с использованием обменно-корреляционного потенциала в приближении обобщенной градиентной поправки с учетом спин-орбитального взаимодействия и корреляционной поправки U взаимодействующих электронов (GGA+U). Исследуемые материалы: Продолжено исследование монокристаллов тройных халькопиритов (CuInSe2, CuGaSe2, CuInS2, CuInTe2) и их твердых растворов Cu(In,Ga)Se2. Рекордно узкая спектральная ширина экситонов в их спектрах позволила впервые определить многие параметры электронной структуры магнитооптическими методами. Впервые, для них использовались методы магнитооптики с разрешением круговой поляризации. Тонкие пленки Cu(In,Ga)Se2 с элементным составом необходимым для создания солнечных батарей с эффективностью выше 15% и сами солнечные батареи со структурой ZnO/CdS/Cu(In,Ga)Se2/Mo/стекло, изготовленные методом со-испарения отдельных элементов в лаборатории профессора H.-W. Schock Helmholtz Institute, Berlin. В 2019 году начато исследование коммерческих солнечных батарей на базе Cu(In,Ga)(SSe)2. Для исследований была куплена готовая батарея со структурой ЭВА/ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(SSe)2/Mo/стекло (этилен винил ацетат - ЭВА), произведенная фирмой Siemens методом селенизации и сульфуризации металлических прекурсоров, нанесенных на подложки из стекла с пленкой молибдена. Достоинствами таких образцов являются: (1) большая площадь пленок с высокой гомогенностью свойств по поверхности, что позволяет проводить параллельно комплексные их исследования, (2) большой интерес технологов к публикациям результатов исследований коммерческих солнечных батарей, что даст возможность влиять на дальнейшее развитие технологии в масштабах крупных международных компаний и использовать готовые элементы передовых технологий изготовления солнечных батарей. В 2019 году участники проекта продолжили сотрудничество с Dr I. Forbes из Northumbria University, UK, где выращиваются пленки Cu2ZnSnSe4 и производятся солнечные батареи высокого качества. Новые соединения: исследовались монокристаллы нового соединения Cu2SnS3, демонстрирующего свободные и связанные экситоны в оптических спектрах. Совершенные кристаллы Cu2SnS3 исследованы методом фотолюминесценции (ФЛ). Впервые, Cu2SnS3 исследовался методом фотолюминесценции-возбуждения (ФЛ-возбуждения. В спектрах ФЛ-возбуждения обнаружены свободные А экситоны и их возбужденные состояния. В спектрах ФЛ обнаружены возбужденные состояния свободных А экситонов. Определены эффективный Ридберг и ширина запрещенной зоны в Cu2SnS3. Впервые, совершенные кристаллы CuGaSe2 исследовались методом магнито-отражения с разрешением по круговой поляризации, определено значение g-фактора. Результаты доложены на конференции The VII Euro-Asian Symposium “Trends in Magnetism” (EASTMAG-2019). Статья, написанная по результатам исследования, направленна в J. Phys. D. Проведен анализ Зеемановского расщепления свободного А экситона в спектрах магнито-ФЛ CuInSe2, измеренных при 4.2 К, магнитных полях до 20 Т и направлении магнитного поля перпендикулярно тетрагональной оси кристалла CuInSe2. Определено значение g-фактора электрона в CuInSe2. На базе кр-теории, проведена интерпретация Ландау вееров, относящиеся к А и В свободным экситонам, в спектрах магнито-поглощения тонких пленок CuInSe2, измеренных в магнитных полях до 29 Т. Определена эффективная масса электрона и выполнена оценка ее непараболличности. Определены эффективные массы и анизотропия дырок зон А и В. Определены: параметры Латтинжера гамма и гамма 1, параметр Кейна Ер, параметр влияния удаленных зон F и поляронные значения этих параметров и масс. Статья с результатами принята к публикации в журнале Physical Review B. На синхротроне BESSY методами резонансной рентгеновской фотоэмиссии и поглощения исследовалась электронная структура Cu2SnS3, CuInS2 и CuInGaSe2. Обнаружено, что Оже линия Cu L3VV сопровождается сателлитными максимумами, энергия которых примерно на 18 эВ ниже основной Оже линии. Разработана физическая модель, объясняющая появление таких максимумов межатомными Оже-переходами. Согласно этой модели релаксация внутреннего уровня дырки на меди происходит одновременно с эмиссией электрона с 3d состояния соседнего уровня атома индия или галлия, при энергии связи электрона около 19 эВ. Спектры исследованных соединений содержат такие максимумы, которые отсутствуют в спектрах металлической меди. Эти максимумы указывают на существование интенсивных Оже-переходов с участием уровней Ga 3d и In 4d. Межатомные переходы в рентгеновском диапазоне чрезвычайно редкое явление, поэтому исследованные соединения в этом отношении являются уникальными. Результаты исследования опубликованы в 2019 году в в журнале Physica Status Solidi A в 2019 году. Элементный состав тонких пленок Cu2ZnSnSe4, нанесенных на подложки из стекла и стекла с пленкой Mo путем селенизации металлических прекурсоров в атмосфере селена при температурах 450 °C, 500 °C и 550 °C, исследовались с помощью фотоэлектронной спектроскопии. Полученные результаты анализировались вместе со спектрами ФЛ и зависимостями этих спектров от интенсивности возбуждения и температуры. Ширина запрещенной зоны и коэффициенты поглощения пленок определялась из спектров поглощения, измеренных при комнатной температуре, и спектров ФЛ-возбуждения, измеренных при 4.2 К. Определены механизмы излучательной рекомбинации основных полос в спектрах ФЛ. По форме полос, относящихся к Cu2ZnSnSe4, оценены средние глубины флуктуации потенциала. С ростом температуры селенизации средняя глубина флуктуаций потенциала уменьшилась с 51 мэВ, для пленок селенизированных при 450 °C, до 29 мэВ для пленок, селенизированных при 550 °C. Это указывает на улучшение структурного качества Cu2ZnSnSe4 с повышением температуры. На это же указывает голубой сдвиг полосы Cu2ZnSnSe4 в спектрах ФЛ при таком увеличении температуры селенизации. Такие изменения были связаны со значительным увеличением содержания натрия, диффундирующего из стекла подложки. Впервые, произведено исследование спектров ФЛ солнечных батарей со структурой ZnO/CdS/Cu2ZnSnSe4/Mo/стекло до и после облучения электронами с энергией 10 МэВ при температуре 78 К. Облучение уменьшило интенсивность доминирующей полосы, относящейся к Cu2ZnSnSe4, в спектрах ФЛ измеренных при 78 К. Подъем температуры до комнатной привел к дальнейшему уменьшению интенсивности этой полосы. Предложена физическая модель объясняющая такое уменьшение интенсивности ФЛ за счет увеличения концентрации безизлучательных ловушек, возникших в результате облучения. Установлено, что облучение не увеличило среднюю глубину хвоста валентной зоны, оцененную путем анализа низко-энергетического края доминирующей полосы, и не повлияло ни на форму полосы ФЛ, ни на ее зависимость от интенсивности возбуждения. Установлено, что увеличение температуры с 78 К до 300 К не приводит к формированию новых дефектов, с излучательной рекомбинацией в изученном диапазоне длин волн от 750 нм до 1660 нм. Электронная структура кестеритов Cu2ZnSnSe4 и Cu2ZnSnS4 с различным содержанием селена и серы исследована в рамках первопринципного подхода на базе теории функционала плотности. Определены парциальные плотности электронных состояний и ширина запрещенной щели электронной структуры Cu2ZnSn(SSe)4 для изменения состава от S до Sе. Показано, что основной эффект замещения серы на селен заключается в увеличении ширины запрещенной щели, при этом общий характер электронной структуры сохраняется. Также показано, что замещение не меняет прямой характер разрешенного межзонного перехода в центре зоны Бриллюэна. Показано, что валентная зона (до 6 эВ) в большей степени образована p-состояниями халькогенов и d-состояния Cu, гибридизованных между собой. Измерены вольт-амперные характеристики бета-ячейки для конфигурации (2). Для исследованных энергий пучка электронов в конфигурации (1) не удалось сфокусировать пучок электронов достаточно хорошо, чтобы зарегистрировать устойчивую ЭДС на контактах батарей. Конфигурация (1) - электронный пучок направлен непосредственно в поглощающий слой из Cu(In,Ga)Se2 или Cu2ZnSnSe4 в поперечном сечении и параллельно поверхности солнечных батарей. Конфигурация (2) - перпендикулярно поверхности солнечных батарей, сквозь слои ZnO/CdS. Определены наиболее подходящие типы изотопов, которые могут быть использованы для создания тонкопленочных бета-вольтаических батарей. Это никель 63Ni со средней энергией электронов 17 кэВ, при максимальной энергии 66 кэВ и периодом полураспада около 100 лет, и тритий 3Н со средней энергией электронов 5.7 кэВ и максимальной их энергией 18.6 кэВ и периодом полураспада около 12 лет. Таким образом оптимальной структурой тонкопленочной бета-батареи на базе Cu(In,Ga)Se2 может быть ZnO/CdS/Cu(In,Ga)Se2/ 63Ni -фольга, а на базе Cu2Zn,SnSe4 оптимальной структурой будет ZnO/CdS/Cu2Zn,SnSe4/63Ni-фольга. В таких батареях задний контакт, выполненный из 63Ni, будет излучать электроны, которые будут служить источником носителей заряда если их энергия превышает 1.2 эВ (ширина запрещенной зоны Cu(In,Ga)Se2) или 1 эВ (ширина запрещенной зоны Cu2Zn,SnSe4). Для поглощения всех электронов толщина поглощающего слоя должна быть не менее 25 микрон для Cu(In,Ga)Se2 и 53 микрон для Cu2Zn,SnSe4. Никелевая фольга ранее уже использовалась в качестве заднего контакта действующих солнечных батарей на базе Cu(In,Ga)Se2. Однако, большой период полураспада 63Ni приводит к относительно низкой плотности энерговыделения. Кроме того, высокая стоимость изотопа 63Ni делают его применение в производстве бета-источников тока затруднительным. Другим источником электронов может быть тритий 3Н. В этом случае толщина слоя пленки поглотителя может быть существенно уменьшена до 3 микрон для Cu(In,Ga)Se2 и до 6 микрон для Cu2Zn,SnSe4. Сами батареи в таком случае будут значительно более компактными по размерам а процесс их производства потребует существенно меньших затрат на материалы. Помимо трития интерес представляет радиоактивный источник 147Pm (прометий-147) в виде оксида Pm2O3, который обладает большей энергией β-частиц (E=62,1 кэВ) (Emax=224,6 кэВ), но меньшим периодом полураспада (Т(1/2)=2,6 года), при этом для бета-преобразователей он является достаточно перспективным. Наличие в спектре данного источника электронов с энергиями выше требуемого порога может привести к деградации слоя поглотителя. Кроме того, вторичное фотонное излучение с энергией Eγ =747 кэВ может оказывать влияние на свойства полупроводникового материала и вызовет необходимость в экранировании бета-преобразователя.