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Axe 6 - Photovoltaïque et convertisseurs d’énergie

L'objectif de cet axe est d'évaluer les capacités de GaN pour la production d'énergie via le photovoltaïque, le betavoltaique, en utilisant le thermoélectrique ou les effets piézoélectriques.

Photovoltaïque: le développement d'une technologie semi-conducteurs InGaN devrait conduire à une amélioration majeure de l'efficacité des cellules solaires.

Betavoltaique: le Betavoltaique est une prometteuse source d'alimentation électrique pour tous les appareils électroniques de petite charge dont la taille, le poids et / ou l'accessibilité est un problème. Les cellules sont constituées de jonctions p-n qui recueillent des paires électron- trou générées par les rayonnements bêta. Dans ce projet, l'objectif est de progresser vers la démonstration de composants multi-couches à base de nitrure.

thermoélectrique: La récupération de la chaleur et sa conversion en énergie électrique par la voie thermoélectrique est une technologie intéressante en raison de sa compacité, son faible coût, sa haute fiabilité et sa longue durée de vie. Dans cet axe, nous voulons évaluer les possibilités en termes de géométrie des composants et d'ingénierie de bande interdite pour améliorer le pouvoir thermoélectrique.

La piézoélectricité: Dans le domaine de la récupération d'énergie par l'intermédiaire de la piézoélectricité, les nanofils GaN ont l'avantage de posséder de grandes constantes piézoélectriques, de bonnes stabilités mécanique et chimique. Ils profitent de leur nature semi-conductrice (dopage, heterostructures) et du fait qu'ils peuvent être obtenus sur des substrats de large diamètre.

Partenaires impliqués: AINC / NEEL, IAA, UMI-GT, CIMAP

 

The target of this axis is to assess the capabilities of GaN for energy generation via photovoltaics, betavoltaics or using the thermoelectric or the piezoelectric effects.

Photovoltaics: The development of an In-rich InGaN semiconductor technology should lead to a major enhancement of the solar cell efficiency.

Betavoltaics: Betavoltaics are promising electrical power sources for any small-load electronic devices where size, weight and/or accessibility is an issue. They consist of a p-n junction which collects the electron-hole pairs generated by beta radiation. Within this project, the target is to progress towards the demonstration of nitride-based multi-layer devices.

Thermoelectrics: Recovery of the waste heat to electrical energy using thermoelectrics is an attractive technology due to its compactness, low cost, high reliability and long lifetime. Within this axis, we will assess the potential of geometry and bandgap engineering to enhance the thermopower.

Piezoelectricity: In the field of energy harvesting via piezoelectricity, GaN nanowires have the advantage of its giant piezoelectric constants, its mechanical and chemical stability, its potential as a semiconductor (doping, heterostructuring), and the fact that it can be grown on large-diameter wafers.

Partners involved: INAC/NEEL, LPN, UMI-GT, CIMAP

 

Responsable : E. Monroy, INAC-CEA, Grenole.