HELLO_PV — Hétéro-épitaxie latérale de matériaux III-V sur un oxyde tunnel à partir de nano-germes pour le Photovoltaïque

Le projet HELLO_PV propose une solution innovante d’intégration hétérogènes de matériaux III-V sur substrat silicium, un Saint Graal avec de larges applications sociétales en optoélectronique. Plus précisément, il ambitionne de développer les matériaux et les briques technologiques avec pour cible une cellule tandem AlGaAs/Si grâce à l’utilisation de méthodes rentables et de mécanismes de croissance innovants. Cette approche permet de garantir l’utilisation de matériaux III-V stables (et en très faible besoin) et sans utilisation de substrats couteux tels que les III-V ou le Ge, contribuant ainsi à maintenir des coûts compétitifs et une faible utilisation des matériaux rares. La proposition s'appuie sur la réalisation d'une stratégie d’intégration monolithique directe sur silicium de cristaux de taille micrométrique de GaAs sans défaut par épitaxie latérale au travers de nanotrous texturés dans une couche de SiO2 très fine recouvrant le substrat de silicium. Cette technique conduit à une très bonne connexion électrique non seulement entre les cristaux de GaAs et le substrat de Si, mais aussi au travers du sandwich de couches GaAs/SiO2/Si (avec un transport assisté par effet tunnel)qui a conduit à une percée de l'état de l'art. Cette proposition vise à étendre cette stratégie à l’Al(0,18)Ga(0,82)As qui est la composition requise pour obtenir l’accord du courant et un rendement de conversion optimal de 32% pour une cellule solaire tandem AlGaAs/Si.