一种热离子‑光电‑热电复合式同位素电池,包括放射源和换能结构;换能结构两端分别装配电池正极与电池负极;换能结构包括从内向外依次紧密叠层设置的发射极板、填充介质与透明电荷收集板;发射极板设在放射源侧表面;换能结构还包括从内向外依次紧密叠层设置的第一透明绝缘衬底、光电组件、第二透明绝缘衬底与热电组件,第一透明绝缘衬底设在透明电荷收集板侧表面;光电组件两端设有第一电学输出电极,热电组件两端设有第二电学输出电极;换能结构侧表面及其两端的电池正极、电池负极包覆有缓冲垫,缓冲垫外表面设置内封装、外封装散热层。该电池具有能量转换效率高、输出功率大、环境适用性强、工作稳定性好、使用寿命长的特点。