Etude et réalisation par épitaxie en phase liquide de convertisseurs photovoltaïques de puissance en GaAs pour la télé-alimentation

= Study and realization by liquid phase epitaxy of GaAs photovoltaic converters for high power laser beaming

• Auteur / Autrice : Alain Fave
• Direction : André Laugier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux et des surfaces
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPM - Laboratoire de Physique de la Matière (1961-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Énergie -- Conversion directe

Énergie solaire

Épitaxie

Résumé

Les cellules photovoltaïques en GaAs se développent selon 3 axes : le spatial, la concentration solaire et la télé-alimentation, sujet de notre étude. Ce travail avait pour but de démontrer la faisabilité d'un récepteur photovoltaïque pouvant convertir plusieurs watts à partir de l'énergie lumineuse d'une diode laser émettant à 814 nm. Nous définissons tout d'abord la structure utilisée: une cellule Ga1-xA1xAs / GaAs - élaborée par épitaxie en phase liquide. Nous décrivons les différents paramètres technologiques à optimiser: notre attention s'est particulièrement attachée au dépôt d'une simple couche anti-reflets optimisée pour la longueur d'onde étudiée. Enfin, les résultats des caractérisations des cellules sont présentés: l'amélioration du rendement quantique externe à 814 nm obtenue grâce à notre optimisation la couche anti-reflets, les bonnes caractéristiques sous obscurité. Nos cellules ont présentées un rendement de conversion maximal de 23 % sous illumination solaire concentrée et proches de 50 % sous illumination monochromatique à 814 nm.

Transmission of electrical power under optical form is of increasing interest. This work describes efforts to develop of simple structure of GaAs solar cells for coupling ta 814 nm laser beam. The fabrication technology developed for high efficiency solar cells can be used directly for the monochromatic applications. The cell is a p-Ga1-xA1xAs/p-GaAs/n-GaAs structure grown by liquid phase epitaxy. We describe the various parameters that we had to optimize, above all the anti-reflection layer. We report conversion efficiencies near to 50% under the 814 nm monochromatic illumination.