本发明公开了一种3D式PIN结构α辐照电池及其制备方法，主要解决当前α辐照电池能量转化率及输出功率低的问题。其实现步骤是：在清洗后的4H-SiC衬底上依次外延生长N型低掺杂4H-SiC外延层和P型高掺杂4H-SiC外延层；再在P型高掺杂外延层上和SiC衬底未外延背面淀积欧姆接触电极；然后在P型欧姆接触电极上光刻出沟槽窗口，并刻蚀沟槽；最后在沟槽中放置α放射源，得到3D式PIN结构α辐照电池。本发明制作出的α辐照电池具有α放射源与半导体接触面积大，核原料利用率及能量收集率高，电池输出电流和输出电压大的优点，可为微小电路持久供电，或在需长期供电但无人看守的场合下供电。