本发明公开了一种PIN结β核电池及其制备方法和电池组，制备方法包括以下步骤：S1、在蓝宝石衬底上，通过金属有机化学气相沉积生长GaN外延片，获得蓝宝石基底的p‑i‑n型GaN薄膜；S2、采用激光剥离去除蓝宝石衬底获得p‑i‑n型GaN薄膜；S3、将步骤S2获得的p‑i‑n型GaN薄膜制备成GaN基p‑i‑n二极管；S4、将步骤S3获得的GaN基p‑i‑n二极管与β辐射源薄膜组装形成PIN结β核电池。通过本发明所述方法制备的GaN基p‑i‑n二极管的整体厚度可降至10～100μm，能够降低PIN结β核电池的厚度。