Growth optimization and characterization of regular arrays of GaAs/AlGaAs core/shell nanowires for tandem solar cells on silicon

L'objectif de cette these est de realiser l'integration monolithique de nanofils (NFs) a base de l’alliage Al0.2Ga0.8As sur des substrats de Si par epitaxie par jets moleculaires via la methode vapeur-liquide-solide (VLS) auto-assistee et de developper une cellule solaire tandem (TSC) a base de ces NFs.Pour atteindre cet objectif, nous avons tout d'abord etudie la croissance de NFs GaAs, etape cle pour le developpement des NFs p-GaAs/p.i.n-Al0.2Ga 0.8As coeur/coquille, qui devraient constituer la cellule superieure de la TSC. Nous avons montre, en particulier, l'influence de l'angle d'incidence du flux de Ga sur la cinetique de croissance des NFs GaAs. Un modele theorique et des simulations numeriques ont ete realisees pour expliquer ces resultats experimentaux.Nous avons ensuite utilise le savoir-faire acquis pour faire croitre des NFs p-GaAs/p.i.n-Al0,2Ga0,8As coeur/coquille sur des substrats de Si prets pour l'emploi. Les caracterisations EBIC realisees sur ces NFs ont montre qu'ils sont des candidats potentiels pour la realisation d’une cellule photovoltaique. Nous avons ensuite fait croitre ces NFs sur des substrats de Si patternes afin d'obtenir des reseaux reguliers de ces NFs. Nous avons developpe un protocole, base sur un pre-traitement thermique, qui permet d'obtenir des rendements eleves de NFs verticaux (80-90 %) sur une surface patternee de 0,9 x 0,9 mm2.Enfin, nous avons consacre une partie de notre travail a definir le procede de fabrication optimal pour la TSC, en concentrant notre attention sur le developpement de la jonction tunnel de la TSC, l'encapsulation des NFs et le contact electrique superieur du reseau de NFs.