Comparaison d'absorbeurs à 1 eV à base de nitrure dilué accordés en maille sur GaAs: GaInAsN, GaAsSbN et GaInAsN(Bi)

La cellule solaire a multijonction reste aujourd'hui l'approche la plus performante en terme d'efficacite de conversion photovoltaique. Ces cellules qui sont commercialisees avec des rendements de 40 % sont realisees a base de GaInP(1,9eV)/GaAs(1,42eV)/Ge(0,66eV). Cependant un materiau avec un gap autour de 1eV permettrait soit de remplacer le Ge avec un gain sur le rendement, et/ou permettre d'ameliorer les cellules a 4 ou 5 jonctions grâce a une bande d'absorption optimale. Differentes solutions ont ete proposees pour realiser des alliages dilues a base d'azote, d'antimoine et/ou de bismuth avec un gap de 1eV et accordes en maille au substrat GaAs ou Ge. L'epitaxie de ces alliages GaInAsN, GaAsSbN et GaAsBiN en couche epaisse reste complexe et donc leurs proprietes structurales, electriques et optiques difficiles a maitriser. Sur la base de notre savoir­faire au LAAS sur les nanostructures quantiques a base de ces materiaux, nous avons etudie la croissance par epitaxie par jets moleculaires de plusieurs types d'alliages (GaInAsN, GaAsSbN et GaInAsN avec surfactant Bi) accordes en maille sur GaAs pour les applications photovoltaiques dans le proche infrarouge. Notamment nous avons optimise les conditions de croissance de ces materiaux grâce au controle in­situ des contraintes et de caracterisations structurales (Diffraction rayons X) et optiques (Photoluminescence resolue en temps) ex­situ. En particulier, l'impact des proprietes surfactantes de l'antimoine et du bismuth sur les proprietes structurales, electroniques et optiques du Ga(In)AsN sera presente en s'appuyant notamment sur la caracterisation de cellules solaires integrant ces differents materiaux absorbeurs. Ce travail a beneficie du support financier du projet EMRP­EURAMET SolCell et de l'ANRT­CIFRE; et a beneficie du support technique de la centrale de technologie du LAAS­CNRS du reseau RENATECH.