传统的能源已经不能满足MEMS技术微型化、集成化的趋势对微能源提出的新需求。微型核电池由于具有能量密度高、寿命长、易于微型化和易于集成等优点，已经引起了国内外的广泛关注。然而，目前制备的微型核电池能量转换效率普遍偏低，关于这方面的理论研究也不多见。本文正是基于这个出发点，在理论和实验的基础上对如何提高微型核电池能量转换效率做了若干研究。　　 本文首先对β辐生伏特微型核电池进行理论分析，建立了单晶硅p-n结微型核电池的一维模型，通过求解少数载流子的连续性方程得出了辐生电流密度的表达式；然后将Ni-63、H-3和Pm-147三种放射性同位素的β谱引入数值计算和模拟，分别研究了单晶硅n+-p和p+-n微型核电池基区和发射区的掺杂浓度对电池的短路电流、开路电压及能量转换效率等特性参数的影响，得出了电池达到最高效率时的最优掺杂浓度；研究了微型核电池的关键设计参数——结深对电池特性参数的影响，结果表明要达到较高的能量转换效率，硅p-n结微型核电池要设计成浅结结构；然后讨论了半导体材料的禁带宽度对微型核电池性能的影响，指出了宽禁带材料在微型核电池中的应用优势。　　 其次简要介绍了多孔硅的制备和表征；研究了禁带增宽效应与多孔硅结构单元尺寸的关系。将多孔硅应用于微型核电池中能增大电池的能量转换效率，原因主要有两方面，一是多孔硅的特殊结构使其具有很高的比表面积，能增加电池对β粒子的吸收；二是由于量子限制效应，微孔硅和部分介孔硅的禁带宽度大于晶体硅。　　 最后提出了一种制备多孔硅的新方法，即基于纳米球刻蚀技术制备多孔硅。选用直径为200nm的聚苯乙烯纳米球(PNs)，采用模板辅助法进行PNs自组装，制备了较大面积单层紧密排列的PNs阵列。详细讨论了各种因素对PNs自组装效果的影响；以单层紧密排列的PNs阵列为模板进行多孔硅制备的初步研究，证明了这种方法的可行性。