Brevet FR3069705A1 (20190201)

REVENDICATIONS1.- Matériau multi-couches (1) comprenant : (i) un assemblage de couches, dites « couches avant » (100), apte à former une cellule photovoltaïque avant et (ii) un assemblage de couches, dites « couches arrière » (400), apte à former une cellule photovoltaïque arrière, dans lequel l'assemblage de couches avant (100) et l'assemblage de couches arrière (400) sont isolés électriquement par une couche isolante (30) de-rnatériau épitaxié. 2.- Matériau multi-couches (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'assemblage de couches avant (100) comprend au moins une combinaison de couches formant une hétérojonction (20) comprenant un premier matériau (24) et un deuxième matériau (26), une couche (40) de contact arrière de l'hétérojonction (20), et une couche (50) de contact avant. 3.- Matériau multi-couches (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'assemblage de couches arrière (400) comprend au moins matériau monocristallin (10), typiquement du silicium monocristallin, et de préférence comprend des électrodes de contact interdigitées (60). 4.- Matériau multi-couches (1) comprenant : (i) une couche d'au moins un matériau monocristallin (10) présentant une face avant (11) et une face arrière (12); (ii) une combinaison de couches formant une hétérojonction (20) comprenant un premier matériau (24) et un deuxième matériau (26), l'hétérojonction (20) comprenant une face avant (21) et une face arrière (22); (iii) une couche (40), comprenant une face avant (41) et une face arrière (42), dite de contact arrière de l'hétérojonction (20), la face avant (41) étant en contact avec la face arrière (22) de l'hétérojonction (20), (iii) une couche isolante électriquement (30) de matériau épitaxié présentant une face avant et une face arrière, ladite couche isolante électriquement (30) étant disposée entre la face arrière (42) de la couche arrière (40) de l'hétérojonction (20) et la face avant (11) du matériau monocristallin (10) ; 18 ladite couche isolante électriquement (30) étant en contact alternatif côté face avant (31) avec la couche de contact arrière (40) de l'hétérojonction (20) et la face arrière (22) de l'hétérojonction (20) ou d'un matériau isolant (90). 5 5.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche isolante (30) est épitaxiée. 6.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche isolante (30) comprend ou est constitué de nitrure 10 d'aluminium (AIN) et/ou de phosphure d'aluminium (A1P), et/ou l'un quelconque des alliage comprenant AIN ou AIP, ou des oxydes comme par exemple Gd203, A1203 et (Ba,Sr)TiO3. 7.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 15 caractérisé en ce que l'assemblage de couches avant (100) comprend au moins une combinaison de couches formant une hétérojonction (20) comprenant un premier matériau (24) et un deuxième matériau (26) et en ce que l'hétérojonction comprend ou est constituée verticalement de composés semi-conducteurs de type III-V ou CIGS (Cu,Ag)(In,Ga,A1),(S,Se)2,), et de préférence d'une alternance horizontale de composés 20 semi-conducteurs de type III-V, combiné ou non avec du CIGS. 8.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'assemblage de couches avant (100) comprend au moins une combinaison de couches formant une hétérojonction (20) comprenant un premier 25 matériau (24) et un deuxième matériau (26) et en ce que le premier matériau (24) et le deuxième matériau (26) sont connectés en série de manière monolithique. 9.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le matériau multi-couches (1) comprend une couche d'au moins un 30 matériau monocristallin (10) présentant une face avant (11) et une face arrière (12) et en ce que la face arrière (12) comprend des électrodes de contact interdigitées (40). 10.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'assemblage de couches avant- (100) comprend au moins une combinaison de couches formant une hétérojonction (20) comprenant un premier matériau (24) et un deuxième matériau (26) et en ce que le matériau multi-couches (1) 19 comprend une couche (50), comprenant une face avant (51) et une face arrière (52), dite de contact avant de l'hétérojonction (20), la face arrière (52) étant en contact avec la face avant (21) de l'hétérojonction (20), la couche (50) de contact avant comprenant ou étant constituée d'un matériau transparent conducteur, et caractérisé en ce que la face arrière 5 (22) de l'hétérojonction (20) et la couche (50) de contact avant sont alternativement en contact avec la couche (40) de contact arrière. 11.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'assemblage de couches avant (100) comprend au moins une 10 combinaison de couches formant une hétérojonction (20) comprenant un premier matériau (24) et un deuxième matériau (26) et en ce que le- matériau multicouche (1) comprend un empilement vertical d'une cellule silicium, la couche silicium formant la couche de matériau monocristallin (10), et d'une cellule avec une hétérojonction (20), de préférence de type III-V, CIGS, CdTe, Perovskite, avec une couche (40) de contact arrière 15 constituée d'un matériau III-V, de préférence à base de GaN ou GaP. 12.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'assemblage de couches avant (100) comprend au moins une combinaison de couches formant une hétérojonction (20) comprenant un premier 20 matériau (24) et un deuxième matériau (26) et en ce que la combinaison de couche(s) de matériau(x) monocristallin(s) (10), les couches formant une hétérojonction (20), la couche isolante électriquement (30), et éventuellement la ou les couches intermédiaires entre ces couches forment une combinaison de couches monocristallines, et de préférence entièrement monocristallines. 25 13.- Matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'assemblage de couches avant (100) comprend au moins une combinaison de couches formant une hétérojonction (20) comprenant un premier matériau (24) et un deuxième matériau (26) et en ce que le matériau comprend : 30 (iv) une couche transparente aux photons, conductrice (50) côté face avant (21) de l'hétérojonction (20). 14.- Procédé de fabrication d'un matériau multi-couches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à\n<CLM>\1\t35 20 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le procédé comprend consécutivement : (i) la préparation d'un matériau monocristallin (10) présentant une face avant (11) et une face arrière (12) ; 5 (ii) le dépôt ou la croissance d'une couche isolante électriquement (30) sur la face avant (11) du matériau monocristallin (10), ladite couche isolante (30) présentant une face avant (31) et une face arrière (32) ; (iii) le dépôt ou la croissance sur la face avant (31) de la couche isolante (30) d'une couche (40), comprenant une face avant (41) et une face arrière (42), dite de 10 contact arrière d'une hétérojonction (20), la face avant (41) étant en contact avec la face arrière (22) de l'hétérojonction (20) ; (iv) le dépôt ou la croissance sur la face avant (41) de la couche de contact arrière (40) d'une-couche d'un premier matériau (24) dune hétérojonction (20) puis le dépôt ou la croissance d'une couche d'un deuxième matériau (26), l'hétérojonction (20) comprenant 15 une face avant (21) et une face arrière (22) ; (v) la structuration (P1) de zones, dites premières zones isolantes (pi), isolant des zones conductrices de la couche de contact arrière (40) la structuration (P1) formant des contacts alternatifs côté face avant (31) de la couche isolante électriquement (30) avec la couche arrière (40) de l'hétérojonction (20) et la face arrière (22) de l'hétérojonction (20) ; 20 la structuration (P1) intervenant de préférence avant ou après le dépôt ou la croissance du premier matériau (24) et du deuxième matériau (26) ; ladite couche isolante électriquement (30) étant disposée entre la face arrière (42) de la couche de contact arrière (40) de l'hétérojonction (20) et la face avant (11) du matériau monocristallin (10). 25 16.- Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que le procédé comprend : (vi) la structuration (P2) de zones, dites deuxièmes zones isolantes (p2), isolant des zones semi-conductrices de l'hétérojonction (20) ; 30 les premières (pi) et deuxièmes (p2) zones isolantes ne se superposant pas dans l'empilement vertical des couches du matériau multicouche (1). 17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le procédé comprend : 35 (viii) le dépôt ou la croissance sur la face avant (21) de l'hétérojonction (20) d'une couche (50) conductrice transparente aux photons, et 21 (ix) la structuration (P3) de zones, dites deuxièmes zones isolantes (p3), isolant des zones conductrices de couche (50) conductrice ; les premières (pi), deuxièmes (p2) et troisièmes (p3) zones isolantes ne se superposant pas dans l'empilement vertical des couches du matériau multicouche (1). 5 18.- Cellule photovoltaïque caractérisée en ce qu'elle comprend ou est constituée d'un ou plusieurs matériaux multi-couches (1) tels que définis selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, ou obtenus par un procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, et de préférence formant une double jonction (dite aussi 10 cellule tandem). 19.- Dispositif mobile ou immobile comprenant un générateur d'électricité et caractérisé en ce que l'électricité est produite par la mise en oeuvre_ d'un ou plusieurs matériaux multi-couches (1) tels que définis selon l'une quelconque des revendications 1 15 à 13, ou obtenus par un procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 14 à\n<CLM>\1\t20.- Méthode de production d'électricité à partir de radiations électromagnétiques caractérisée en ce qu'un ou plusieurs matériaux multi-couches (1) tels que définis selon 20 l'une quelconque des revendications 1 à 13, ou obtenus par un procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, sont exposés à des radiations électromagnétiques, de préférence côté face avant (101) et en ce que l'on collecte un courant électrique, de particulier par des électrodes de contact interdigitées (60) côté face arrière (102). 25 30 35