同位素电池和太阳能电池是近年来被广泛关注与研究的两种新能源电池。同位素电池是一种将同位素衰变能转换为电能的装置,因其具有输出功率小、抗干扰性强等特点,主要为极端环境中的微机电系统（MEMS）提供电能,然而目前β同位素电池多使用同质结作为能量转换单元,存在结构与制造工艺复杂的问题。相比于同位素衰变能,太阳能是一种更容易获取且分布广泛的能源,因此其研究进展更快且成果更丰富,半透明太阳能电池作为太阳能电池的一个新兴研究方向,拥有广阔的应用前景。本文研究了制造工艺及结构简单的Cu₂O/Zn O异质结作为β同位素电池和半透明太阳能电池的能量转换单元。本文介绍了同位素电池和太阳能电池的研究历史与进展,以及半导体材料特性和p-n异质结的工作原理,通过实验验证了Cu₂O/Zn O异质结应用于β同位素电池与半透明薄膜太阳能电池的可能性。主要的研究内容与成果如下:采用直流磁控溅射技术制备了对可见及近红外波段光高透过的Zn O薄膜,在400～1100 nm光谱波段内的平均透过率最高可达82%。通过控制工作气体氩/氧流量比的方法,得到了结晶度良好且沿（002）晶面择优生长的Zn O晶体。采用直流磁控溅射技术制备了沿（110）、（111）和（200）晶面择优生长的Cu₂O薄膜。通过控制工作气体氩/氧流量比的方法,得到了在500nm～1100nm光谱波段范围内平均透过率在31%～49%范围内变化的Cu₂O薄膜。使用扫描电子显微镜测量Cu₂O薄膜的厚度,并计算Cu₂O薄膜的沉积速率,发现Cu₂O的沉积速率明显高于Zn O。通过分析Zn O和Cu₂O的性质,确定了其制备条件,并且使用X射线能谱仪辅助扫描电子显微镜对Cu₂O/Zn O异质结的厚度进行测量。通过改变沉积时长,得到了两种厚度不同并具有二极管整流特性的Cu₂O/Zn O异质结,他们分别在活性为10.27m Ci的⁹⁰Srβ同位素辐射源和AM1.5标准模拟太阳光源照射下具有一定的辐电和光电转换能力。本课题为Cu₂O/Zn O异质结在同位素与半透明太阳能电池中的应用提供了一定的实验基础。