Brevet FR3118531A1 — publié le 20220701

Cellule photovoltaïque tandem à deux terminaux et procédé de fabrication associé Cellule photovoltaïque tandem à deux terminaux et procédé de fabrication associé La présente invention concerne une cellule photovoltaïque tandem (1) comprenant - au moins une cellule arrière (5), - au moins une cellule avant (7), - une pluralité de couches transparentes conductrices (10) assurant le collage entre la cellule avant (7) et la cellule arrière (5). Cellule photovoltaïque tandem à deux terminaux et procédé de fabrication associé La présente invention concerne une cellule photovoltaïque tandem à deux terminaux permettant une conversion de l’énergie des rayons lumineux en énergie électrique ainsi qu’un procédé de fabrication d’une telle cellule photovoltaïque tandem. Avec le réchauffement climatique et le tarissement des énergies fossiles, de nombreuses technologies ont été développées au cours des dernières années afin d’utiliser des ressources alternatives et notamment des énergies renouvelables. Une de ces principales technologies concernent l’utilisation de cellules photovoltaïques pour convertir l’énergie solaire en électricité. Afin d’améliorer l’efficacité des cellules photovoltaïques, des cellules tandem comprenant une superposition de deux cellules photovoltaïques ayant des spectres d’absorption différents ont été développées. Différentes configurations de cellules tandem ont été développées pour permettre la récupération des courants électriques produits et notamment les cellules tandem à deux terminaux dans lequel les deux cellules sont assemblées en série. L’une des difficultés des cellules tandem à deux terminaux est donc d’obtenir un assemblage entre les deux cellules photovoltaïques permettant une conduction électrique entre les deux cellules tout en maximisant la transparence de la liaison entre les deux cellules photovoltaïques. Selon un mode de réalisation connu, les deux cellules photovoltaïques sont empilées l’une sur l’autre par un « collage direct » c'est-à-dire sans couches intermédiaires supplémentaires. Cependant, pour permettre un tel collage direct, les surfaces de contact des deux cellules doivent être traitées de manière à permettre le collage entre les deux cellules. Ce traitement requiert des moyens importants et notamment des surfaces parfaitement planes et non rugueuses, et exemptes de particules, et une atmosphère contrôlée au cas où les surfaces nécessitent une activation de surface pour favoriser le collage. Il existe également des solutions connues dans lesquelles des couches intermédiaires sont utilisées entre les deux cellules pour obtenir le « collage » des cellules. Cependant de telles solutions impliquent généralement des procédés de fabrication complexes et/ou introduisent des pertes optiques ou électriques. Il convient donc de fournir une solution permettant de surmonter au moins partiellement les inconvénients précités de l’état de la technique pour fournir un procédé de collage ne nécessitant pas de moyens coûteux tout en maximisant l’efficacité de la cellule tandem. A cet effet, l’invention a pour objet une cellule photovoltaïque tandem à deux terminaux comprenant: - au moins une cellule arrière ayant un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons, - au moins une cellule avant ayant un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons dont le niveau d’énergie est supérieur aux photons du premier type, - une pluralité de couches transparentes conductrices assurant le collage entre la cellule avant et la cellule arrière comprenant: - une première et une deuxième couches d’un premier type dont l’indice optique de réfraction est supérieur à 1,8, l’épaisseur est telle que le produit de l’épaisseur par l’indice optique est compris entre 150nm et 250nm et configurées pour être disposées respectivement en contact avec la cellule avant et la cellule arrière , - une première et une deuxième couches d’un deuxième type à base d’un matériau flexible transparent conducteur mésoporeux dont le diamètre des pores est inférieur à 100nm et dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7, les dites première et deuxième couches d’un deuxième type étant configurées pour être disposées respectivement en contact avec la première et la deuxième couches du premier type, - une couche d’un troisième type à base d’un matériau flexible transparent conducteur dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7 et disposée entre la première et la deuxième couches du deuxième type et configurée pour permettre l’adhésion entre la première et la deuxième couches du deuxième type. L’utilisation d’une pluralité de couches transparentes conductrices avec des couches d’un premier type assurant une fonction antireflet, des couches d’un deuxième type assurant un contraste d'indice de réfraction, une adaptation mécanique (absorption des contraintes) et une absorption des éventuels gaz émis pendant le collage et des couches d’un troisième type pour permettre l’adhésion des couches du deuxième type permet d’obtenir un collage ne nécessitant pas de préparation des surfaces tout en obtenant des pertes optiques réduites. Le contraste d'indice de réfraction des couches d’un deuxième type permet également d’obtenir un piégeage de la lumière conduisant à une augmentation du courant de court-circuit entre la cellule avant et la cellule arrière et une augmentation de la tension de circuit ouvert dans la cellule supérieure grâce au recyclage de photons. Par flexible, on entend ici un matériau dont le module d’Young E est inférieur à 10GPa. La présente invention concerne également une cellule photovoltaïque tandem à deux terminaux comprenant: - au moins une cellule arrière ayant un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons, - au moins une cellule avant ayant un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons dont le niveau d’énergie est supérieur aux photons du premier type, - une pluralité de couches transparentes conductrices assurant le collage entre la cellule avant et la cellule arrière comprenant: - une première et une deuxième couches d’un premier type dont l’indice optique de réfraction est supérieur à 1,8, l’épaisseur est telle que le produit de l’épaisseur par l’indice optique est compris entre 150nm et 250nm et configurées pour être disposées respectivement en contact avec la cellule arrière et la cellule avant, - une couche d’un deuxième type à base d’un matériau flexible transparent conducteur mésoporeux dont le diamètre des pores est inférieur à 100nm et dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7, ladite couche du deuxième type étant configurée pour permettre l’adhésion entre la première et la deuxième couches du premier type. La présente invention concerne également une cellule photovoltaïque tandem à deux terminaux comprenant: - au moins une cellule arrière ayant un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons, - au moins une cellule avant ayant un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons dont le niveau d’énergie est supérieur aux photons du premier type, - une pluralité de couches transparentes conductrices assurant le collage entre la cellule avant et la cellule arrière comprenant: - une première et une deuxième couches d’un premier type dont l’indice optique de réfraction est supérieur à 1,8, l’épaisseur est telle que le produit de l’épaisseur par l’indice optique est compris entre 150nm et 250nm et configurées pour être disposées respectivement en contact avec la cellule arrière et la cellule avant, - une couche d’un troisième type à base d’un matériau transparent conducteur dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7 et disposée entre la première et la deuxième couches du premier type et configurée pour permettre l’adhésion entre la première et la deuxième couches du premier type. Selon un autre aspect de la présente invention, la première et la deuxième couche du premier type ont une résistance de contact inférieure à 1 Ω.cm2 avec les couches adjacentes. Selon un autre aspect de la présente invention, la première et la deuxième couche du premier type sont formées par une sous-couche d’oxyde d’indium-etain (ITO) et une sous-couche d’oxyde de titane. Selon un autre aspect de la présente invention, le matériau flexible transparent conducteur mésoporeux est de l’oxyde d’étain. Selon un autre aspect de la présente invention, la couche du troisième type est déposée sous la forme d’une fine couche d’un métal dont l’oxyde est un oxyde conducteur transparent, ledit métal étant configuré pour être diffusé et oxydé dans les couches du deuxième type à basse température ( Dans un premier temps, la fusion à basse température du métal permet le collage par brasure métal-métal ou métal-céramique et dans un second temps son oxydation permet d’obtenir une couche transparente conductrice. Selon un autre aspect de la présente invention, la couche du troisième type comprend de l’indium. Selon un autre aspect de la présente invention, la couche du troisième type comprend un oxyde conducteur transparent configuré pour être déposé par une voie sol-gel. Selon un autre aspect de la présente invention, la couche du troisième type est réalisée à base d’une solution comprenant des nano-particules d’oxyde conducteur transparent. Selon un autre aspect de la présente invention, la couche du troisième type a une épaisseur inférieure à 40nm et comprend un polymère conducteur tel que le PEDOT:PSS. Selon un autre aspect de la présente invention, la, au moins une, cellule avant est une cellule à base d’éléments III-V, c’est-à-dire à base d’éléments contenus dans la troisième et la cinquième colonne du tableau périodique des éléments. Selon un autre aspect de la présente invention, la, au moins une, cellule avant est une cellule à base de Perovskite. Selon un autre aspect de la présente invention, la, au moins une cellule arrière est une cellule à base de silicium. Selon un autre aspect de la présente invention, les couches du premier type ont une épaisseur comprise entre 80nm et 120nm et un indice de réfraction supérieur à 2, les couches du deuxième type ont une épaisseur comprise entre 250nm et 350nm et un indice optique de réfraction compris entre 1,1 et 1,3 et la couche du troisième type a une épaisseur comprise entre 15 et 45 nm et un indice optique de réfraction compris entre 1,3 et 1,5. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’une cellule photovoltaïque tandem à deux terminaux comprenant: - au moins une cellule arrière ayant un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons, - au moins une cellule avant ayant un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons dont le niveau d’énergie est supérieur aux photons du premier type , - une pluralité de couches transparentes conductrices assurant le collage entre la cellule avant et la cellule arrière comprenant: - une première et une deuxième couches d’un premier type dont l’indice optique est supérieur à 1,8, dont l’épaisseur est telle que le produit de l’épaisseur par l’indice optique est compris entre 150nm et 250nm, - une première et une deuxième couches d’un deuxième type à base d’un matériau flexible transparent conducteur mésoporeux dont le diamètre des pores est inférieur à 100nm et dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7, - une couche d’un troisième type comprenant un matériau transparent conducteur dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7 et une fine couche d’un métal dont l’oxyde est un oxyde conducteur transparent, le procédé de fabrication comprenant la diffusion et l’oxydation du métal de la couche du troisième type dans les couches du deuxième type. Selon un autre aspect de la présente invention, les différentes couches et cellules de la cellule photovoltaïque tandem sont assemblées par déposition, notamment dépôt par enduction par centrifugation ou enduction par immersion (dip coating), et/ou par pulvérisation (spary coating) et/ou lamination. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : représente une vue schématique des différentes couches d’une cellule tandem selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; représente une vue schématique des différentes couches d’une cellule tandem selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; représente une vue schématique des différentes couches d’une cellule tandem selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; représente une vue schématique des différentes couches d’une cellule tandem selon une première variante de réalisation de la présente invention ; représente une vue schématique des différentes couches d’une cellule tandem selon une deuxième variante de réalisation de la présente invention ; représente un organigramme des étapes de fabrication d’un cellule tandem associé au premier mode de réalisation de la présente invention ; représente un organigramme des étapes de fabrication d’un cellule tandem associé au deuxième mode de réalisation de la présente invention ; représente un organigramme des étapes de fabrication d’un cellule tandem associé au troisième mode de réalisation de la présente invention ; représente une vue schématique des différentes sous-couches d’une cellule avant selon un mode de réalisation de la présente invention. Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations. a) Premier mode de réalisation La représente un schéma d’un premier mode de réalisation d’une cellule photovoltaïque tandem 1 à deux terminaux, un premier terminal 3a et un deuxième terminal 3b. La cellule photovoltaïque tandem 1 comprend une cellule arrière 5 associée au premier terminal 3a. La cellule arrière 5 a un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons correspondant par exemple au spectre rouge de la lumière. La cellule arrière 5 est par exemple une cellule à base de silicium ou une cellule à base d’éléments III-V, c’est-à-dire à base d’éléments contenus dans la troisième et la cinquième colonne du tableau périodique des éléments. La cellule photovoltaïque tandem 1 comprend également une cellule avant 7 associée au deuxième terminal 3b. La cellule avant 7 a un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons plus énergétiques que les photons du premier type correspondant par exemple au spectre bleu de la lumière. La cellule avant 7 est par exemple une cellule à base d’éléments III-V ou à base de Perovskite. La cellule photovoltaïque tandem 1 comprend également une pluralité de couches transparentes conductrices 10 (« transparent conductive layers (TCL) » en anglais) assurant le collage entre la cellule avant 7 et la cellule arrière 5. La transparence de ces couches est nécessaire dans la plage 700nm-1200nm. Par transparence, on entend qu’au moins 90 % de la lumière est transmise. La résistance totale de la pluralité des couches transparentes conductrices 10 est inférieure à 10Ω.cm². L’empilement de couches transparentes conductrices 10 comprend une première 11a et une deuxième 11b couches d’un premier type configurées pour être disposées respectivement en contact avec la cellule arrière 5 et la cellule avant 7. Les couches du premier type 11a, 11b ont un indice optique de réfraction noté n supérieur à 1,8, par exemple un indice n égal ou supérieur à 2,2 de manière à limiter les réflexions optiques et former une couche anti-reflet. De plus l’épaisseur de couches du premier type 11a, 11b est telle que le produit de l’épaisseur e par l’indice optique n est compris entre 150nm et 250nm. L’épaisseur des couches du premier type 11a, 11b est par exemple d’environ 100nm. De plus, de manière préférentielle, les couches du premier type 11a, 11b ont une résistance de contact inférieure à 1Ω.cm² de manière à obtenir un bon contact ohmique. Les couches du premier type 11a, 11b peuvent être structurées, notamment avec des nanostructures, afin de se comporter comme un miroir sélectif pour réfléchir les photons les plus énergétiques vers la cellule avant 7 et transmettre les photons les moins énergétiques vers la cellule arrière 5. Les couches du premier type 11a, 11b sont par exemple formées par une première sous-couche 110a, 110b d’oxyde d’étain, notamment d’oxyde d’indium-étain (« Indium-tin oxyde (ITO) » en anglais) dont l’épaisseur est inférieure à 20nm qui peut être déposée par pulvérisation cathodique (« sputtering » en anglais) et une deuxième sous-couche 111a, 111b de dioxyde de titane dont l’épaisseur est inférieure à 100nm qui peut être déposée par voie sol-gel. L’empilement de couches transparentes conductrices 10 comprend également une première 13a et une deuxième 13b couches d’un deuxième type configurées pour être disposées respectivement en contact avec la première 11a et la deuxième 11b couches du premier type. L’indice optique de réfraction n de la première et de la deuxième couches du deuxième type est inférieur à 1,7, par exemple compris entre 1,1 et 1,3. La différence d’indice optique de réfraction entre les couches du premier type 11a et 11b et du deuxième type 13a et 13b peut permettre d’obtenir un piégeage de la lumière conduisant à une augmentation du courant de court-circuit entre la cellule avant 7 et la cellule arrière 5 et une augmentation de la tension de circuit ouvert dans la cellule avant 7 grâce au recyclage de photons (une partie des paires électrons-trous formées par l’absorption de photons au niveau de la cellule avant 7 sont recombinés et génèrent de nouveaux photons transmis dans toutes les directions et peuvent alors être réabsorbés par la cellule avant 7). L’épaisseur des couches du deuxième type 13a, 13b est comprise entre 250nm et 350nm, par exemple 300nm. La première 13a et la deuxième 13b couches du deuxième type sont réalisées à base d’un matériau flexible transparent conducteur mésoporeux dont le diamètre des pores est inférieur à 100nm. Les pores peuvent être de différentes tailles rendant le matériau inhomogène. L’utilisation d’un matériau mésoporeux permet de le rendre très souple et flexible (le module d’Young E est par exemple inférieur à 10GPa) pour réaliser un contact conforme entre les surfaces de la cellule arrière 5 et de la cellule avant 7 malgré l’éventuelle présence de défauts au niveau de ces surfaces (rugosités ou nanoparticules). La présence de pores permet également de permettre une évacuation des gaz pouvant être emprisonnés entre la cellule avant 7 et la cellule arrière 5 durant le procédé de fabrication de la cellule photovoltaïque tandem 1. Enfin, en cas de recuit durant le procédé de fabrication de la cellule photovoltaïque tandem 1 ou en cas d’une hausse des températures de la cellule photovoltaïque tandem 1 en fonctionnement dû au rayonnement solaire, la flexibilité des couches du deuxième type 13a, 13b permet d’absorber au moins partiellement les contraintes mécaniques induites par des coefficients de dilatation thermique différents entre la cellule avant 7 et la cellule arrière 5. Le matériau mésoporeux est par exemple réalisé à base d’oxyde d’étain. L’empilement de couches transparentes conductrices 10 comprend également une couche d’un troisième type 15 disposée entre la première 13a et la deuxième 13b couches du deuxième type et configurée pour permettre leur adhésion. La couche du troisième type 15 est à base d’un matériau transparent conducteur dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7, par exemple compris entre 1,3 et 1,5. La couche du troisième type 15 a par exemple une épaisseur inférieure à 40nm, notamment 30nm. Différents modes de réalisation peuvent être envisagés pour la couche du troisième type 15. La couche du troisième type 15 est par exemple obtenue à partir d’une première et d’une deuxième couche du troisième type (ayant par exemple chacune une épaisseur de 20nm) déposées par exemple par enduction par centrifugation puis assemblées l’une à l’autre, par exemple par un recuit . Selon une première variante de réalisation, la couche du troisième type 15 comprend une fine couche, ou alternativement un réseau de nanoparticules, d’un métal dont l’oxyde est un oxyde conducteur transparent, par exemple de l’indium, de l’étain ou du zinc, ledit métal étant configuré pour être diffusé et oxydé dans les couches du deuxième type 13a, 13b pour permettre l’adhésion des couches du deuxième type 13a, 13b entre elles. La fine couche ou le réseau de nanoparticules est par exemple déposé sur une couche d’oxyde conducteur transparent déjà formée. En pratique, la fine couche ou le réseau de nanoparticules peut être pris en sandwich entre deux couches d’oxyde conducteur transparent. Le collage est réalisé en permettant la diffusion du métal dans les couches d’oxyde conducteur transparent. Cette diffusion est accompagnée d’une oxydation du métal qui rend la couche du troisième type 15 transparente. Selon une deuxième variante de réalisation, la couche du troisième type 15 comprend un oxyde conducteur transparent configuré pour être déposé par une voie sol-gel. L’oxyde conducteur transparent est par exemple de l’oxyde de titane ou de l’oxyde d’étain. Selon une troisième variante de réalisation, la couche du troisième type 15 est réalisée à base d’une solution comprenant des nano-particules d’oxyde conducteur transparent. Selon une quatrième variante de réalisation, la couche du troisième type 15 comprend un polymère conducteur tel que le PEDOT:PSS. L’épaisseur de la couche de polymère conducteur peut avoir une épaisseur inférieure à 40nm, par exemple entre 20 et 30nm. b) Deuxième mode de réalisation Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur la , la cellule photovoltaïque tandem 1 diffère du premier mode de réalisation décrit précédemment par le fait que l’empilement de couches transparentes conductrices 10 comprend seulement une première et une deuxième couches du premier type 11a et 11b telles que décrites précédemment et une couche du deuxième type 13 disposée entre la première 11a et la deuxième 11b couches du premier type et configurée pour assurer le collage entre les couches du premier type 11a et 11b. La couche 13 du deuxième type est réalisée à base d’un matériau transparent conducteur mésoporeux dont le diamètre des pores est inférieur à 100nm. Les pores peuvent être de différentes tailles rendant le matériau inhomogène. Le matériau mésoporeux est par exemple réalisé à base d’oxyde d’étain. La couche 13 a par exemple une épaisseur comprise entre 400nm et 800nm, notamment 600nm. c) Troisième mode de réalisation Selon un troisième mode de réalisation représenté sur la , la cellule photovoltaïque tandem 1 diffère du premier mode de réalisation décrit précédemment par les faits que l’empilement de couches transparentes conductrices 10 comprend seulement une première et une deuxième couches du premier type 11a et 11b telles que décrites précédemment et une couche du troisième type 15 disposée entre la première 11a et la deuxième 11b couches du premier type et configurée pour assurer le collage entre les couches du premier type 11a et 11b. La couche du troisième type 15 comprend par exemple un polymère conducteur tel que le PEDOT:PSS ou autres polymères conducteurs et transparents ou autres matériaux hybrides conducteurs et transparents (organiques-inorganiques) qui peuvent assurer un collage. La couche du troisième type 15 a par exemple une épaisseur comprise entre 400nm et 800nm, notamment 600nm. Par ailleurs, la cellule photovoltaïque tandem 1 peut comprendre plusieurs cellules avants et/ou plusieurs cellules arrières, les couches transparentes conductrices 10 étant alors disposées entre la ou les cellules avants et la ou les cellules arrières. Ces variantes peuvent s’appliquer aux différents modes de réalisation décrits précédemment à partir des figures 1 à 3. La représente une cellule photovoltaïque tandem 1 comprenant deux cellules avants notées 7 et 7’ et une cellule arrière 5. La cellule arrière 5 est par exemple réalisée à base de silicium. La première cellule avant 7 est par exemple réalisée à partir d’éléments III-V et la deuxième cellule avant 7’ est par exemple réalisée à base de perovskite ou d’autres éléments III-V. Les deux cellules avant 7, 7’ sont par exemple obtenues par croissance épitaxiale. L’utilisation de deux cellules avants différentes 7, 7’ et d’une cellule arrière 5 permet d’optimiser la conversion de l’énergie lumineuse en réduisant les pertes par thermalisation et en augmentant le nombre de photons absorbés par la cellule photovoltaïque tandem 1. La cellule avant 7 est configurée pour absorber des photons plus énergétiques que la cellule avant 7’. La représente une cellule photovoltaïque tandem 1 comprenant une cellule avant 7 et deux cellules arrières 5 et 5’. La cellule avant 7 est par exemple une cellule à base d’éléments III-V. La première cellule arrière 5 est par exemple une cellule à base d’éléments III-V et la deuxième cellule arrière 5’ est par exemple une cellule à base de Germanium. Les deux cellules arrière 5 et 5’ sont par exemple obtenues par épitaxie. L’utilisation de deux cellules arrières 5 et 5’ permet d’optimiser la conversion de l’énergie lumineuse en réduisant les pertes de thermalisation et augmentant le nombre de photons absorbés par la cellule photovoltaïque tandem 1. Ainsi, l’utilisation d’une cellule photovoltaïque tandem 1 à deux terminaux 3a et 3b comprenant une pluralité de couches transparentes conductrices 10 ayant chacune des propriétés permettant d’obtenir le collage entre la cellule avant 7 et la cellule arrière 5 tout en limitant les pertes électriques et optiques. De plus, les propriétés mécaniques de ces couches transparentes conductrices 10 permettent d’obtenir un collage sans requérir un traitement de surface de la cellule avant 7 ou de la cellule arrière 5 ni de nécessiter d’avoir une atmosphère contrôlée pour réaliser le collage. De plus, les couches conductrices transparentes 10 peuvent permettre, de part leur propriétés optiques, d’obtenir une piégeage de la lumière permettant d’augmenter encore l’efficacité de la cellule photovoltaïque tandem 1. d) Procédé de fabrication associé au premier mode de réalisation La représente un organigramme des étapes d’un procédé de fabrication d’une cellule tandem à deux terminaux associé au premier mode de réalisation décrit à partir de la . Ce procédé de fabrication correspond à un mode de réalisation particulier mais d’autres procédés de fabrication peuvent également être utilisés pour obtenir une telle cellule tandem à deux terminaux. La première étape 101 concerne la fabrication d’une cellule avant 7. Dans cet exemple la cellule avant 7 est une cellule à base d’éléments III-V. La cellule avant est par exemple fabriquée par épitaxie par jet moléculaire et peut être formée par une pluralité de sous-couches comme représenté sur la . Dans l’ordre de fabrication, la cellule avant 7 comprend par exemple un substrat de croissance en GaAs dopé n 51, une couche d’arrêt GaInP (dont l’épaisseur est par exemple de 200 nm) dopé n 52 (couches 51 et 52 qui seront supprimées dans la suite du procédé), une couche de contact GaAs (dont l’épaisseur est par exemple de 200 nm) dopé n+ 53 et une couche fenêtre en AlInP (dont l’épaisseur est par exemple de 25 nm) dopée n+ 54. La jonction p-n est réalisée avec une couche d’AlGaAs à 25,5 % d’aluminium (dont l’épaisseur est par exemple de 2620 nm) 55. La cellule avant 7 comprend également une couche barrière (« back surface field (BSF) » en anglais) en AlGaAs à 60 % d’aluminium dopé p+ (dont l’épaisseur est par exemple de 75 nm) 56, une couche de contact en AlGaAs à 30 % d’aluminium (dont l’épaisseur est par exemple de 100 nm) 57 et une fine couche de protection de protection en GaAs dopée p++ (dont l’épaisseur est par exemple de 10 nm) 58 qui sera enlevée dans une solution d’acide citrique avant le collage. La couche BSF peut être partiellement rugueuse et/ou nanostructurée afin d'améliorer l'absorption de la lumière dans la cellule avant 7 tout en gardant la transmission de photons destinés à la cellule arrière 5. La deuxième étape 102 concerne la fabrication d’une cellule arrière 5. Dans cet exemple la cellule arrière 5 comprend un substrat en silicium monocristallin et une architecture de type TopCon (« tunnel oxide passivated contact » en anglais) dans laquelle la structure est composée d’une couche de contact avant en silicium polycristallin dopée n (dont l’épaisseur est par exemple de 100 nm) et d’une couche de contact arrière en silicium polycristallin dopée p (dont l’épaisseur est par exemple de 100 nm). Les couches de contact sont séparées du substrat en silicium monocristallin par une fine couche de SiOx. La surface avant du substrat en silicium monocristallin peut être nanostructurée par exemple avec des pyramides inversées afin d'améliorer l'absorption de la lumière dans la cellule arrière 5 en silicium. La troisième étape 103 concerne le dépôt d’une première 11a et d’une deuxième 11b couches du premier type. La troisième étape 103 comprend une première sous-étape 1031 dans laquelle on dépose par pulvérisation cathodique une couche 110b de 5nm d’oxyde d’étain (« Indium tin oxide (ITO) » en anglais) sur la face arrière de la cellule avant 7 après 2 minutes de désoxydation dans une solution d’acide chlorhydrique (HCl) à 20 % et une deuxième sous-étape 1032 dans laquelle on dépose par pulvérisation cathodique une couche 110a de 5nm d’oxyde d’étain (« Indium tin oxide (ITO) » en anglais) sur la face avant de la cellule arrière 5 après désoxydation dans une solution d’acide fluorhydrique (HF) à 10 %. La troisième étape 103 comprend également une troisième sous-étape 1033 dans laquelle deux couches 111a et 111b de dioxyde de titane (TiO2) sont formées par un procédé sol-gel en utilisant une solution à base d’isopropoxyde de titane. La quatrième sous-étape 1034 concerne la déposition de la première couche 111a de dioxyde de titane (dont l’épaisseur est par exemple de 90 nm) sur la face avant de la cellule arrière 5 à l’aide d’une tournette (aussi appelée dépôt par enduction par centrifugation ou « spin coating » en anglais). La couche formée est ensuite calcinée/cristallisée via un recuit (par exemple à une température d’environ 450°C). La cinquième sous-étape 1035 concerne la déposition de la deuxième couche 111b de dioxyde de titane (dont l’épaisseur est par exemple de 90 nm) sur la face arrière de la cellule avant 7 à l’aide d’une tournette. La couche formée est ensuite calcinée/cristallisée via un recuit (par exemple à une température d’environ 450°C). La quatrième étape 104 concerne le dépôt d’une première 13a et d’une deuxième 13b couches du deuxième type. La quatrième étape 104 comprend le nettoyage de la face arrière de l’échantillon obtenu à l’issue de l’étape 103 associé à la cellule avant 7 et la face avant de l’échantillon obtenu à l’issue de l’étape 103 associé à la cellule arrière 5 avec de l’eau déminéralisée et l’activation de ces surfaces à l’aide de plasma d’azote ou oxygène pendant 2 minutes. Dans ce mode de réalisation, les couches 13a, 13b du deuxième type sont formée par une couche d’oxyde d’étain (SnOx) mésoporeux fabriqué par voie sol-gel et déposée à la tournette (« spin-coating » en anglais) sur les surfaces activées. La solution sol-gel peut être préparée a partir de chlorure d'étain (II) dihydraté et chlorure d'étain (V) pentahydraté et la mésoporosité obtenue à l'aide d'un agent structurant tel que le tensioactif non ionique hydrophile Pluronic® F-127. L’épaisseur des couches mésoporeuses est par exemple d’environ 300nm. La cinquième étape 105 concerne le dépôt d’une première couche et d’une deuxième couches 15 du troisième type (destinées à former une unique couche 15 après collage). La cinquième étape 105 comprend le nettoyage de la face arrière de l’échantillon obtenu à l’issue de l’étape 104 et associé à la cellule avant 7 et la face avant de l’échantillon obtenu à l’issue de l’étape 104 et associé à la cellule arrière 5 avec de l’eau déminéralisée et l’activation de ces surfaces à l’aide de plasma d’azote ou oxygène pendant 2 minutes. Dans ce mode de réalisation, les couches 15 du troisième type sont formées d’un mélange de PEDOT:PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrène sulfonate), d’éthanol et de PEGDE (poly(éthylene glycol) diglycidyl ether) et sont déposées sur les surfaces activées à l’aide d’une tournette. Les couches 15 du troisième type ont par exemple une épaisseur comprise entre 10nm et 30nm. La cinquième étape 105 comprend également le séchage des couches 15 du troisième type sur une plaque chauffante à 130°C pendant 2 minutes. La sixième étape 106 concerne le collage des deux échantillons obtenus après l’étape 105, d’une côté le premier échantillon comprenant la cellule arrière 5 en silicium et de l’autre le deuxième échantillon comprenant la cellule avant 7 en matériau III-V. La sixième étape 106 comprend la pose ou la fixation du premier échantillon sur une plaque de polytétrafluoroéthylène (PTFE). Le deuxième échantillon est ensuite mis en contact avec le premier échantillon puis mis sous une presse hydraulique avec une pression homogène appliquée d’environ 40kg/cm² et chauffé à 150°C pendant 10 minutes. La température est ensuite baissée progressivement jusqu’à la température ambiante et le système est laissé sous la presse pendant 1h. La plaque de PTFE est retirée à la sortie de la presse. Selon un mode de réalisation alternatif, les étapes 105’ et 106’ remplace les étapes 105 et 106. L’étape 105’ comprend un dépôt métallique d’indium sur les deux couches 13a, 13b du deuxième type obtenues à l’étape 104. Les couches d’indium ont par exemple chacune une épaisseur comprise entre 5nm et 30nm. L’étape 106’ concerne le collage des deux échantillons obtenus après l’étape 105, d’une côté le premier échantillon comprenant la cellule arrière 5 en silicium et de l’autre le deuxième échantillon comprenant la cellule avant 7 en matériau III-V. La sixième étape 106 comprend la pose ou la fixation du premier échantillon sur une plaque de polytétrafluoroéthylène (PTFE). Le deuxième échantillon est ensuite mis en contact avec le premier échantillon puis mis sous une presse hydraulique et chauffé afin de former une couche transparente d’oxyde d’indium ou mixte (oxyde d’indium-étain) par diffusion et oxydation qui assure le collage et la conduction électrique. La septième étape 107 concerne la finition de la cellule tandem. Dans cette étape 107, le substrat en GaAs de la cellule avant 7 est retiré à l’aide d’une solution de NH3 à 28 % et d’H2O2 à 30 % (avec un ratio volumique 1:4). La gravure chimique s’arrête sélectivement à la couche d’arrêt en GaInP. Cette dernière est enlevée en utilisant de l’acide chlorhydrique (HCl) à 37 % ce qui donne accès à la couche de contact en n+ GaAs. Le contact 3b en face avant est alors formé par une suite d’étape de lithographie, d’évaporation et de décollage (« lift-off » en anglais) d’un empilement métallique Ni/Au/Ge/Au/Ni/Au avec une épaisseur totale de 1200nm. Le contact en n+ GaAs entre les motifs de la grille est sélectivement gravé dans une solution d’acide citrique (1g/mL), d’H2O2 avec un ratio volumique (5:1). Le procédé continue par la gravure mésa du matériau III-V à l’aide d’une solution de H3PO4 : H2O2 : H2O (3 : 1 : 40 v/v), la réaction s’arrête à la couche d’ITO. La gravure des couches intermédiaires (ITO, TiO2, PEDOT:PSS et de la cellule arrière est réalisée par une gravure sèche, jusqu’à 400nm dans le substrat silicium pour séparer les cellules solaires adjacentes. Des couches de Ti/Ag/Au sont ensuite déposées sur la face arrière de la cellule arrière par évaporation après une désoxydation par HF pour former le contact arrière 3a. Une bi-couche de 65nm de Ta2O5 et 110nm de MgF2 peut être déposée sur la face avant pour former une couche anti-reflet. e) Procédé de fabrication associé au deuxième mode de réalisation La représente un organigramme des étapes d’un procédé de fabrication d’une cellule tandem à deux terminaux associé au deuxième mode de réalisation décrit à partir de la . Ce procédé de fabrication correspond à un mode de réalisation particulier mais d’autres procédés de fabrication peuvent également être utilisés pour obtenir une telle cellule tandem à deux terminaux. Les étapes 201 à 203 sont identiques aux étapes 101 à 103 du procédé de fabrication associé au premier mode de réalisation décrit à partir de la . La quatrième étape 204 concerne la formation d’une première 13a et d’une deuxième 13b couches du deuxième type (destinées à former une unique couche 13). La quatrième étape 204 comprend le nettoyage de la face arrière de l’échantillon obtenu à l’issue de l’étape 203 associé à la cellule avant 7 et la face avant de l’échantillon obtenu à l’issue de l’étape 203 associé la cellule arrière 5 avec de l’eau déminéralisée et l’activation de ces surfaces à l’aide de plasma d’air pendant 2 minutes. Dans ce mode de réalisation, les couches 13a, 13b du deuxième type sont formées par une couche d’oxyde d’étain (SnOx) mésoporeux fabriqué par voie sol-gel et déposée à la tournette (« spin-coating » en anglais) sur les surfaces activées. La solution sol-gel peut être préparée a partir de chlorure d'étain (II) dihydraté et chlorure d'étain (V) pentahydraté et la mésoporosité peut être obtenue à l'aide d'un agent structurant tel que le tensioactif non ionique hydrophile Pluronic® F-127. L’épaisseur des couches 13a, 13b du deuxième type est par exemple d’environ 300nm. La quatrième étape 204 comprend également l’activation des surfaces de couches 13a, 13b du deuxième type par procédé plasma. Les étapes 205 et 206 sont identiques aux étapes 106 et 107 du procédé de fabrication associé au premier mode de réalisation décrit à partir de la . f) Procédé de fabrication associé au troisième mode de réalisation La représente un organigramme des étapes d’un procédé de fabrication d’une cellule tandem à deux terminaux associé au troisième mode de réalisation décrit à partir de la . Ce procédé de fabrication correspond à un mode de réalisation particulier mais d’autres procédés de fabrication peuvent également être utilisés pour obtenir une telle cellule tandem à deux terminaux. Les étapes 301 à 303 sont identiques aux étapes 101 à 103 du procédé de fabrication associé au premier mode de réalisation décrit à partir de la . La quatrième étape 304 concerne la formation d’une couche 15 du troisième type. La quatrième étape 304 comprend le nettoyage de la face arrière de l’échantillon obtenu à l’issue de l’étape 303 associé à la cellule avant 7 et la face avant de l’échantillon obtenu à l’issue de l’étape 303 associé la cellule arrière 5 avec de l’eau déminéralisée et l’activation de ces surfaces à l’aide de plasma d’air pendant 2 minutes. Dans ce mode de réalisation, la couche 15 du troisième type est formée d’un mélange de PEDOT:PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate), d’éthanol et de PEGDE (poly(éthylene glycol) diglycidyl ether). Deux couches 15 du troisième type (destinées à former une couche 15 du troisième type après collage) sont déposées sur les surfaces activées à l’aide d’une tournette. La quatrième étape 304 comprend également le séchage des couches 15 du troisième type sur une plaque chauffante à 130°C pendant 2 minutes. Les couches 15 du troisième type ont par exemple chacune une épaisseur d’environ 300nm. Les étapes 305 et 306 sont identiques aux étapes 106 et 107 du procédé de fabrication associé au premier mode de réalisation décrit à partir de la . Les différents mode de réalisation d’une cellule photovoltaïque tandem 1 à deux terminaux comprenant au moins une cellule avant 7, au moins une cellule arrière 5 et une pluralité de couches transparentes conductrices 10 dont les propriétés mécaniques permettent d’obtenir un collage efficace sans nécessiter de préparation des surfaces des cellules arrière 5 et avant 7 ni d’atmosphère contrôlée pendant le collage. Les procédés de fabrication associés sont donc simples à mettre en œuvre et permettent d’obtenir des cellules tandem à deux terminaux ayant une grande efficacité pour un coût de revient limité. De plus, ces couches transparentes conductrices, de part leur propriétés optiques, peuvent permettre de réaliser un piégeage de la lumière et ainsi améliorer l’efficacité de la cellule photovoltaïque tandem. Cellule photovoltaïque tandem (1) comprenant - au moins une cellule arrière (5) ayant un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons, - au moins une cellule avant (7) ayant un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons dont le niveau d’énergie est supérieur aux photons du premier type, - une pluralité de couches transparentes conductrices (10) assurant le collage entre la cellule avant (7) et la cellule arrière (5) comprenant: - une première (11a) et une deuxième (11b) couches d’un premier type dont l’indice optique de réfraction est supérieur à 1,8, l’épaisseur est telle que le produit de l’épaisseur par l’indice optique est compris entre 150nm et 250nm et configurées pour être disposées respectivement en contact avec la cellule arrière (5) et la cellule avant (7), - une première (13a) et une deuxième (13b) couche d’un deuxième type à base d’un matériau transparent conducteur mésoporeux dont le diamètre des pores est inférieur à 100nm et dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7, lesdites première et deuxième couches du deuxième type étant configurées pour être disposée respectivement en contact avec la première (11a) et la deuxième (11b) couches du premier type. - une couche d’un troisième type (15) à base d’un matériau transparent conducteur dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7 et disposée entre la première (13a) et la deuxième (13b) couches du deuxième type et configurée pour permettre l’adhésion entre la première (13a) et la deuxième (13b) couches du deuxième type. Cellule photovoltaïque tandem (1) à deux terminaux (3a, 3b) comprenant: - au moins une cellule arrière (5) ayant un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons, - au moins une cellule avant (7) ayant un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons dont le niveau d’énergie est supérieur aux photons du premier type, - une pluralité de couches transparentes conductrices (10) assurant le collage entre la cellule avant (7) et la cellule arrière (5) comprenant: - une première (11a) et une deuxième (11b) couches d’un premier type dont l’indice optique de réfraction est supérieur à 1,8, l’épaisseur est telle que le produit de l’épaisseur par l’indice optique est compris entre 150nm et 250nm et configurées pour être disposées respectivement en contact avec la cellule arrière (5) et la cellule avant (7), - une couche d’un deuxième type (13) à base d’un matériau transparent conducteur mésoporeux dont le diamètre des pores est inférieur à 100nm et dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7, ladite couche du deuxième type (13) étant configurée pour permettre l’adhésion entre la première (11a) et la deuxième (11b) couches du premier type. Cellule photovoltaïque tandem (1) à deux terminaux (3a, 3b) comprenant: - au moins une cellule arrière (5) ayant un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons, - au moins une cellule avant (7) ayant un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons dont le niveau d’énergie est supérieur aux photons du premier type, - une pluralité de couches transparentes conductrices (10) assurant le collage entre la cellule avant (7) et la cellule arrière (5) comprenant: - une première (11a) et une deuxième (11b) couches d’un premier type dont l’indice optique de réfraction est supérieur à 1,8, l’épaisseur est telle que le produit de l’épaisseur par l’indice optique est compris entre 150nm et 250nm et configurées pour être disposées respectivement en contact avec la cellule arrière (5) et la cellule avant (7), - une couche d’un troisième type (15) à base d’un matériau transparent conducteur dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7 et disposée entre la première (11a) et la deuxième (11b) couches du premier type et configurée pour permettre l’adhésion entre la première (11a) et la deuxième (11b) couches du premier type. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la première (11a) et la deuxième (11b) couches du premier type ont une résistance de contact inférieure à 1 Ω.cm2 avec les couches adjacentes. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la première (11a) et la deuxième (11b) couches du premier type sont formées par une sous-couche d’oxyde d’étain (110a, 110b) et une sous-couche de dioxyde de titane (111a, 111b). Cellule photovoltaïque tandem (1) selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle le matériau transparent conducteur mésoporeux est de l’oxyde d’étain. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon la revendication 1 dans laquelle la couche du troisième type comprend une fine couche d’un métal dont l’oxyde est un oxyde conducteur transparent, ledit métal étant configuré pour être diffusé et oxydé dans les couches du deuxième type. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon la revendication 7 dans laquelle la couche du troisième type comprend de l’indium. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon la revendications 1 ou 3 dans laquelle la couche du troisième type comprend un oxyde conducteur transparent configuré pour être déposé par une voie sol-gel. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon la revendication 1 dans laquelle la couche du troisième type est réalisée à base d’une solution comprenant des nano-particules d’oxyde conducteur transparent. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon la revendication 1 ou 3 dans laquelle la couche du troisième type comprend un polymère conducteur tel que le PEDOT:PSS. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon la revendication 1 dans laquelle les couches du premier type ont une épaisseur comprise entre 80nm et 120nm et un indice optique de réfraction supérieur à 2, les couches du deuxième type ont une épaisseur comprise entre 250nm et 350nm et un indice optique de réfraction compris entre 1,1 et 1,3 et la couche du troisième type a une épaisseur comprise entre 15 et 45 nm et un indice optique de réfraction compris entre 1,3 et 1,5. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la, au moins une, cellule avant est une cellule à base d’éléments III-V. Cellule photovoltaïque tandem (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la, au moins une, cellule avant est une cellule à base de Perovskite. Procédé de fabrication d’une cellule photovoltaïque tandem (1) à deux terminaux (3a, 3b) comprenant: - au moins une cellule arrière ayant un premier spectre d’absorption lumineuse associé à un premier type de photons, - au moins une cellule avant ayant un deuxième spectre d’absorption lumineuse associé à un deuxième type de photons dont le niveau d’énergie est supérieur aux photons du premier type , - une pluralité de couches transparentes conductrices assurant le collage entre la cellule avant et la cellule arrière comprenant: - une première et une deuxième couches d’un premier type dont l’indice optique de réfraction est supérieur à 1,8, dont l’épaisseur est telle que le produit de l’épaisseur par l’indice optique est compris entre 150nm et 250nm, - une première et une deuxième couches d’un deuxième type à base d’un matériau transparent conducteur mésoporeux dont le diamètre des pores est inférieur à 100nm et dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7, - une couche d’un troisième type comprenant un matériau transparent conducteur dont l’indice optique de réfraction est inférieur à 1,7 et une fine couche d’un métal dont l’oxyde est un oxyde conducteur transparent, le procédé de fabrication comprenant la diffusion et l’oxydation du métal de la couche du troisième type dans les couches du deuxième type. Procédé de fabrication selon la revendication précédente dans lequel les différentes couches et cellules de la cellule photovoltaïque tandem (1) sont assemblées par déposition, notamment dépôt par enduction par centrifugation, par pulvérisation et/ou lamination.