Amélioration des cellules solaires à base des matériaux III-V-N : Si.

Abstract

L'évolution des sources d'énergie satellitaires a progressé des batteries et du nucléaire vers les cellules solaires GaAs, puis vers les cellules multi-jonctions actuelles. Les cellules tandem hybrides III-V-N//Si offrent une solution prometteuse pour le NewSpace, avec le GaAsPN comme matériau optimal pour les sous-cellules supérieures grâce à sa compatibilité avec le silicium. Pour les cellules 2J, l'incorporation d'azote établit un équilibre entre les propriétés électriques et optiques, améliorant la réponse spectrale dans le proche infrarouge malgré une légère baisse de rendement. Les résultats confirment qu'une énergie de bande interdite de 1,7 eV en tant que sous-cellule supérieure avec 1,1 eV de Silicium optimise les performances. Les cellules 3J GaAs1-xPx/SiGe/Ge atteignent une efficacité de 38,45% à une épaisseur de 4,5 μm et un P=47%. Dans l'avenir, nous visons à étendre nos recherches aux cellules solaires basées sur de nouveaux alliages, pour modéliser et optimiser des cellules solaires à 4 et 5 jonctions.