FR2479569A1 - Dispositif de conversion de rayonnement electromagnetique en courant electrique - Google Patents

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF PERMETTANT DE TRANSFORMER DIRECTEMENT EN ENERGIE ELECTRIQUE UNE ENERGIE ELECTROMAGNETIQUE. LE DISPOSITIF COMPREND UNE STRUCTURE EN SANDWICH D'AU MOINS DEUX PARTIES SEMI-CONDUCTRICES 12, 14; 24, 26, CHAQUE PARTIE POSSEDANT UNE JONCTION P-N 13, 25 A BANDE D'ENERGIE INTERDITE CARACTERISTIQUE, ET LES PARTIES SEMI-CONDUCTRICES AYANT LEURS RESEAUX ADAPTES MUTUELLEMENT PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE STRUCTURE A SUPER-RESEAU 20. CE SUPER-RESEAU A POUR EFFET D'ARRETER LA PROPAGATION, DANS LA PARTIE ULTERIEUREMENT DEPOSEE, DES DEFAUTS DE DISLOCATION QUI PEUVENT SE FORMER EN RAISON DE LA NON-ADAPTATION DES RESEAUX DES PARTIES ADJACENTES.

Description

La présente invention concerne les dispositifs de
conversion du rayonnement électromagnétique en courant électrique.
Pour effectuer une conversion efficace en courant électrique du spectre de rayonnement électromagnétique, des dispositifs appelés convertisseurs en cascade monolithiques ont été mis au point, et ils comportent, à l'intérieur d'un dispositif, des jonctions
semi-conductrices multiples, typiquement deux jonctions, l'une présen-
tant une bande interdite d'énergie électromagnétique caractéristique
basse, et l'autre jonction une bande interdite d'énergie électroma-
gnétique caractéristique haute. On choisit les énergies des bandes interdites basse et haute de manière à permettre de couvrir de façon optimale le spectre électromagnétique incident et ainsi maximiser le rendement de conversion du rayonnement électromagnétique incident en énergie électrique. Par exemple, on a calculé que le rendement théorique d'un dispositif à deux jonctions dépassait 35 % au voisinage de la température ambiante dans le cas d'un spectre solaire typique
mesuré à la surface de la Terre.
Dans le domaine courant, seule la technologie des matériaux semiconducteurs des groupes IIIa-Va est suffisamment au point pour produire des dispositifs à jonction multiple raisonnables ment efficaces. Toutefois, dans le cas des matériaux des cellules solaires, il est nécessaire d'utiliser comme matériau de substrat
GaAs, ce qui influe de manière notable sur le coût des matériaux.
Le gallium métallique est très demandé et ses possibilités de four-
niture sont limitées; ainsi, le coût de l'arséniure de gallium utilisé comme matériau de substrat est actuellement d'environ 3,20 dollars/cm (soit approximativement 15 Y/cm), que l'on comparera avec le prix des pastilles de silicium qui est d'environ 0,30 dollar/cm2 (soit approximativement 1,50 F/cm). Ceci entraîne que le substrat de GaAs représente environ 25 % du coût total du dispositif. De plus, la conductivité thermique de l'arséniure de gallium n'est que de
0,54 W/(cm.00), alors que celle du silicium est de 1,41 W/(cm.nC).
Dans un concentrateur solaire, le rendement de conversion de la lumière en électricité peu t diminuer fortement si-la température de la jonction semi-conductrice augmente trop. Ainsi, puisque la conductivité thermique du silicium atteint presque le triple de celle de l'arséniure de gallium, on comprend que le silicium soit d'un emploi beaucoup plus souhaitable dans un concentrateur solaire que l'arséniure de gallium. Toutefois, puisque le réseau du silicium ne concorde pas avec le réseau d'aucun des matériaux à bande interdite haute appropriés, le silicium n'a pas été utilisé comme substrat dans
les dispositifs convertisseurs en cascade monolithiques efficaces.
Si l'on fait croître un matériau sur un autre alors qu'il existe des différences de paramètres de réseau entre les couches (non adaptation
des réseaux), il apparaît des contraintes de non-adaptation de réseau.
Ces contraintes conduisent alors à la formation de défauts linéaires (dislocations en fils) dans la couche supérieure, laquelle est la couche à bande interdite d'énergie haute' dans le cas d'un dispositif à deux jonctions. L'existence de telles dislocations aboutitfinalement à une sévère dégradation du rendement de conversion dans la partie à
bande interdite d'énergie haute du dispositif.
L'invention a donc pour objet de proposer un dispositif en cascade monolithique à jonction multiple permettant de convertir
un rayonnement électromagnétique incident en énergie électrique.
Un autre but de l'invention est de proposer un dis-
positif en cascace monolithique à deux jonctions permettant de con-
vertir un rayonnement électromagnétique incident en énergie électrique.
Un autre but de l'invention est de proposer un dis-
positif en cascade monolithique à deux jonctions permettant de trans-
former un spectre solaire en énergie électrique.
Un autre but de l'invention est de proposer un dis-
positif en cascade monolithique à deux jonctions qui transforme le spectre solaire en énergie électrique et qui utilise le silicium comme
substrat et comme matériau à bande interdite d'énergie basse.
Dans un convertisseur en cascade à deux jonctions, on peut utiliser un semi-conducteur à bande interdite basse à la fois comme substrat et comme matériau de jonction à bande interdite basse, et on peut le coupler à un matériau de jonction à bande interdite haute à plusieurs constituants sans provoquer la propagation de dislocations en fils dans le matériau à bande interdite haute. L'élimination des dislocations en fils, qui résulte normalement d'une non-adaptation des réseaux du substrat et de la couche à variation de composition progressive, dite couche progressive, est obtenue par l'utilisation d'une région de blocage de dislocations appelée structure en couches
de super-réseau. Une description théorique de la structure en couche
de super-réseau a été initialement donnée par Esaki et Tsu dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 626 257 et 3 626 328. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 088 515, Matthews et Blakeslee ont décrit un procédé permettant de produire la structure
en couches de super-réseau.
La description suivante, conçue à titre d'illustration
de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe de la structure à plusieurs couches d'un dispositif en cascade à deux jonctions; et - la figure 2 est une vue en coupe de la structure à
plusieurs couches d'un dispositif en cascade à trois jonctions.
Le mode de réalisation préféré de l'invention est présenté sur les figures 1 et 2. Il est conçu pour produire la conversion efficace d'un spectre électromagnétique incident en énergie électrique. Le dispositif de l'invention comprend deux jonctions ou plus et, dans son ensemble, le dispositif absorbe un intervalle maximal du spectre électromagnétique incident et transforme-l'énergie électromagnétique en énergie électrique. Par exemple, un dispositif à deux jonctionscomprend une partie à bande d'énergie interdite basse
qui transforme en énergie électrique la fraction énergétique infé-
rieure du spectre électromagnétique et une partie à bande d'énergie interdite haute qui transforme en énergie électrique la fraction
énergétique élevée du spectre électromagnétique incident.
Le convertisseur en cascade monolithique à deux jonctions de la figure 1 repose sur un substrat semi-conducteur 12 connecté à une charge externe 30 par l'intermédiaire d'un contact ohmique 10, qui est lié au substrat 12 de manière à réaliser un contact ohmique à faible résistance. Le substrat 12 peut être un semi-conducteur de type p ou de type n qui présente une pureté chimique suffisante, une mobilité de porteurs appropriée dans le matériau du substrat, et d'autres propriétés électriques voulues assurant une conduction
électrique appropriée, de façon à permettre une conversion raison-
nablement efficace du rayonnement électromagnétique en énergie électrique. De plus, le matériau du substrat doit avoir une bande d'énergie interdite basse caractéristique. La valeur précise de l'énergie de la bande d'énergie basse est déterminée en même temps que la couche à bande d'énergie interdite élevée (qui sera discutée ci-après) de manière que le spectre électromagnétique incident soit recueilli avec un maximum d'efficacité. Par exemple, si l'invention est destinée à être utilisée dans un dispositif du type cellule solaire à la surface de la Terre, on peut choisir la bande d'énergie interdite basse égale à 1,1 eV et la bande d'énergie interdite élevée au voisinage de 1,8 eV afin de permettre de couvrir de façon
optimale le spectre solaire incident.
Le contact ohmique 10 peut être formé d'un certain nombre de manières différentes, parmi lesquelles l'évaporation, la pulvérisation ou l'électrodéposition sur le substrat 12. Le type du métal choisi est déterminé par le niveau d'énergie des électrons
les plus énergétiques du semi-conducteur, ce niveau étant ordinaire-
ment caractérisé comme étant le niveau d'énergie de Fermi. Le niveau de Fermi du métal utilisé pour le contact 10 doit être proche de celui du substrat 12. Par exemple, un contact ohmique 10 préféré pour de l'arséniure de gallium de type n peut être l'étain métallique Sn et, pour l'arséniure de gallium de type p, le contact 10 peut être
en indium métallique In. L'épaisseur du contact ohmique 10 est prin-
cipalement déterminée par la valeur de l'épaisseur qui est nécessaire pour établir avec le substrat 12 un contact de faible résistance en
pellicule continue.
En supposant que l'on choisisse un substrat 12 de type n, on forme une couche 14 de type p typiquement par diffusion, implantation ionique, ou dépôt homoépitaxial, de façon à créer une jonction p-n 13 à l'interface des régions 12 et 14. Les épaisseurs optimales du substrat 12 et de la couche 14 sont les dimensions qui produisent le compromis le plus favorable entre l'absorption maximale du rayonnement incident et le rendement le plus élevée de recueil du courant des porteurs minoritaires. Par exemple, si le substrat 12 et la couche 14 sont trop minces, une partie du rayonnement n'est pas absorbée. Si la couche 14 est trop épaisse, il est possible qu'une partie de l'énergie électrique ne soit pas recueillie du fait de
la perte de porteurs de charge au niveau de sites de piégeage pen-
dant la diffusion vers la jonction collectrice 13.
On fait déposer sur la couche 14, typiquement par dépôt de vapeur par voie chimique ou épitaxie en phase liquide, une couche de revêtement, ou couche supérieure, 16 semi-conductrice de type p dont le réseau est adapté à celui du substrat 12. Par exemple, pour un substrat 12 formé d'une pastille de silicium Si (100) un choix approprié, du point de vue du réseau, à la couche 14 correspond à GaP, dont le paramètre de réseau diffère de 0,37 % de celui du substrat de silicium. On fait croître sur la couche 16 à réseau adapté une couche semi-conductrice de type p 18 à variation graduelle de composition. La composition de la couche 18 varie graduellement sur son épaisseur jusqu'à une composition terminale présentant la bande d'énergie interdite voulue correspondant à un fonctionnement
optimal de la partie à bande d'énergie interdite élevée du dispositif.
Par exemple, si l'on utilise pour le substrat 12 du silicium à bande d'énergie interdite basse de 1,1 eV, un choix approprié pour le matériau à bande d'énergie interdite élevée correspond à GaAs 7P0,31
qui a une bande d'énergie interdite de 1,8 eV.
Pour empêcher la propagation de dislocations de la couche 18 de composition graduellement variable à la partie à bande d'énergie interdite élevée (qui sera décrite ci-après), on insère
un super-réseau 20 sur le dessus de la couche à composition graduel-
lement variable 18. Les particularités exigées pour la région de
super-réseau 20 sont présentées dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-
rique n0 4 088 515 et ont été adoptées dans cette description. Le
super-réseau 20 contient une série de couches ultraminces de matériaux alternés, ce super-réseau ayant un paramètre de réseau moyen adapté
à la composition finale immédiate de la couche à composition gra-
duellement variable 18, de manière à réaliser une adaptation de réseaux entre la partie sous-jacente et la partie suivante (à savoir le matériau de la partie à bande d'énergie interdite élevée*). Par exemple, si on suppose que GaAs MP0,3 est le matériau à bande
d'énergie interdite élevée, le super-réseau 20 peut comporter approxi-
mativement dix couches double de GaAs et GaP, l'épaisseur relative des sous-couches de GaAs et GaP étant dans le rapport te 7 à 3. il est également possible d'utiliser d'autres types de composés ou matériaux pour obtenir l'adaptation voulue des réseaux, dans la
mesure o les matériaux sont électriquement, optiquement et mécani-
quement compatibles avec le dispositif. Sur le dessus du super-réseau 20, se trouve une jonction tunnel 22 contenant deux couches ultraminces fortement dopées, une couche p et une couche n. Le degré élevé de dopage entraîne la formation d'états de porteurs dégénérés, ce qui produit une conduction électrique à faible résistance. En général, la jonction 22 est un contact électrique à faible résistance optiquement transparent entre les parties à bandes d'énergie interditesrespectivement basse et élevée du dispositif semi-conducteur. Il est également possible d'insérer la jonction tunnel en dessous du super-réseau 20. Si la jonction tunnel introduit des contraintes qui dégradent les couches ultérieures, ce serait alors un moyen préféré par l'invention. Le super-réseau 20 peut être lui-même transformé en jonction tunnel 22 par un fort dopage des couches semi-conductrices, ou bien une zone métallique mince peut être diffusée dans les couches semi-conductrices environnantes et faire fonction de jonction tunnel 22. Au-dessus de la jonction tunnel 22, on fait croître une couche semi-conductrice 24 à bande d'énergie interdite élevée de type n sensiblement exempt de dislocations qui présente la même composition que la composition
terminale de la couche de composition graduellement variable 18. Au-
dessus de la couche 24, est placée une couche 26 à dopage de type p
qui crée une jonction p-n 25 à l'interface des couches 24 et 26.
Parmi les processus typiques permettant la préparation de la couche 26, on note la croissance épitaxiale dopée sur la couche 24, la diffusion dopante dans la couche 24, ou l'implantation ionique dans la couche 24. Les épaisseurs convenables des couches 24 et 26 sont celles qui produisent le compromis le plus favorable entre une absorption maximale du rayonnement incident et un rendement le plus élevé possible de recueil du courant des porteurs minoritaires. Par exemple, si les couches 24 et 26 sont trop minces, une partie du rayonnement ne sera pas absorbée et transformée en énergie électrique. Si la couche est trop épaisse, il est possible qu'une partie de l'énergie électrique ne soit pas recueillie en raison de la perte de porteurs de charge 7' au niveau de sites de piegeage sur le trajet de diffusion excessivement
long menant à la jonction collectrice 25.
On complète le dispositif en fixant au-dessus de la couche 26 un contact ohmique 28. De nouveau, on détermine le type du contact ohmique 28 en adaptant le niveau de Fermi électronique du matériau semi-conducteur de la couche 26 au niveau de Fermi du métal du contact ohmique 28. Une géométrie préférée pour le contact
ohmique 28 consiste en un contact de type doigt qui doit être suf-
fisamment épais et large pour assurer un contact de faible résistance
avec la couche 26 et une connexion avec une charge extrême 30. Toute-
fois, il ne faut pas que le contact soit large au point d'absorber une partie sensible du rayonnement électromagnétique incident. On note que l'énergie électromagnétique 31 tombe sur le côté de haute énergie du dispositif dans cette version de l'invention, ceci afin de maximiser le rendement d'absorption. Si on avait choisi d'utiliser une couche 26 à dopage de type n au lieu d'une couche de type p, le type caractéristique de chacune des couches précédentes aurait été
l'inverse de ce qui a été exposé ci-dessus.
La position du super-réseau 20 entre les parties à bandes d'énergie interdites respectivement basse et haute a pour
effet d'arrêter la propagation de défauts de dislocation de la par-
tie 18 à bande d'énergie interdite basse à la partie 24 à bande
d'énergie élevée. Cet effet de blocage des dislocations permet d'uti-
liser des matériaux à bandes d'énergie interditesrespectivement basse et haute ayant des constantes de réseau non adaptées suivant une structure en couches simple. Par conséquent, le super-réseau 20 permet que le choix des matériaux destinés à constituer les couches de jonction à bandes d'énergie interditesrespectivement basse et haute du dispositif repose strictement sur les valeurs des bandes d'énergie interdites qui produisent un rendement optimal d'absorption
du rayonnement électromagnétique et de conversion en énergie élec-
trique. En utilisation, le rayonnement électromagnétique incident subit une absorption dans les parties à bandes d'énergie interditesbasse et haute du dispositif. L'absorption du rayonnement dans les couches 12 et 14 ainsi que dans les couches 24 et 26 crée
dans ces couches des porteurs de charge du type trou et électron.
Les porteurs minoritaires, à savoir les électrons dans les couches
de type p et les trous dans les couches de type n, diffusent res-
pectivement vers les jonctions p-n 25, o ils sont recueillis. En effet, le dispositif devient une pile activée par le rayonnement électromagnétique comportant deux cellules en série. Du fait de la connexion en série des parties à bandes d'énergie interditesbasse et élevée de l'invention, lestensions caractéristiques de chacune des deux parties s'ajoutent. Ceci produit la force électromotrice plus élevée d'un dispositif convertisseur en cascade. Par exemple,
le dispositif de l'invention étant relié à une charge de haute impé-
dance de sorte qu'aucun courant ne circule, il est possible de mesurer
la tension de sortie maximale, A savoir la tension à circuit ouvert.
Au moyen du dispositif à deux jonctions discuté en exemple ci-dessus, il peut être prévu une tension en circuit ouvert supérieure à 2,3 V. Le mode de réalisation présenté sur la figure 1 peut être étendu de manière à contenir plus qu'un simple convertisseur en cascade à deux jonctions. Par exemple, sur la figure 2, est présenté
un dispositif convertisseur en cascade monolithique à trois jonctions.
Le dispositif est formé des mêmes constituants de base que le disposi-
tif de la figure 1. La partie inférieure du convertisseur en cascade à trois jonctions est sensiblement identique à celle de la figure 1, à savoir comprend un contact ohmique lOA relié à une charge 30 et suivid'un substrat 12A à bande d'énergie interdite caractéristique basse (soit de 0, 7 à 1,1 eV pour un spectre solaire tombant sur un dispositif solaire à la surface de la terre). Si l'on choisit un substrat 12A du type n, la couche 14A est u n.e couche à dopage de type p qui crée une jonction p-n 13A à l'interface des couches 12A et 14A, puis se superposent une couche de revêtement semi-conductrice du type p 16A dont le réseau est adapté à celui de la couche 14A, une couche 18A dont la composition varie graduellement afin d'atteindre
celle d'un matériau ayant une bande d'énergie interdite caractéris-
tique moyenne (de 1,2 à 1,5 eV pour un spectre solaire tombant sur un dispositif solaire à la surface de la Terre), un super-réseau 20A, et une jonction tunnel 22A. Cette partie à bande d'énergie interdite basse est suivie par un ensemble de couches répétant l'énumération des couches de la partie qui vient d'être décrite, le seul changement
étant que la bande d'énergie interdite caractéristique se trouve main-
tenant dans le domaine des énergies moyennes. Ainsi, le substrat 12B est de type n et a une bande interdite caractéristique moyenne et est suivi par une couche à dopage du type p 14B qui forme une jonction p-n 13B, puis par une couche de revêtement semi-conductrice de type p 16B dont le réseau est adapté à celui de la couche 14B, une couche à dopage de type p 18B dont la composition varie graduellement de façon à maintenir l'adaptation des réseaux et atteindre une bande d'énergie interdite caractéristique élevée (de 1,75 à 1,9 eV pour un spectre solaire tombant sur un dispositif solaire à la surface de la Terre), un super-réseau 20B et une jonction tunnel 22B (une couche p suivie d'une couche n). La partie située tout au-dessus est du même genre que la partie à bande d'énergie interdite élevée du mode de réalisation de la figure 1, le substrat de type n 24A ayant une bande interdite d'énergie caractéristique élevée. On peut choisir les trois bandes d'énergie interditesdes trois jonctions correspondantes de manière à optimiser l'absorption du spectre électromagnétique tombant sur le dispositif. Au- dessus du substrat 24A est une couche à dopage
de type p 26A, de sorte qu'une jonction p-n 25A existe, et le dis-
positif s'achève par une couche ohmique 28A placée au-dessus de la couche 26A et se raccordant à la charge 30. On note que, l'énergie électromagnétique 31 frappe le côté à bande d'énergie interdite élevée du dispositif dans cette version particulière de l'invention afin d'assurer un rendement maximal d'absorption de l'énergie électron
magnétique et de conversion en énergie électrique.
Comme dans le dispositif à deux jonctions, l'existence du super-réseau 20A entre les parties de bandes d'énergie interdites respectivement basse et moyenne, et du super-réseau 20B entre les parties de bandes d'énergie interditesrespectivement moyenne et haute du dispositif, a pour effet d'arrêter la propagation de défauts de dislocation vers les parties de conversion actives suivantes, et ceci permet un large choix entre des matériaux à bandes d'énergie interdites respectivement basse, moyenne et haute ayant des constantes de réseau non adaptées. Il est également envisageable de former un convertisseur en cascade à trois jonctions dans lequel les couches 16B, 18B et 20B sont absentes, la partie à bande d'énergie interdite basse n'étant
pas modifiée, et un seul super-réseau étant nécessaire, à savoir 20A.
Ceci peut être réalisé dans les cas o la partie à bande d'énergie interdite moyenne a un réseau adapté à celui de la partie à bande d'énergie interdite élevée 24A. De même, on peut omettre les couches correspondantes de la partie à bande d'énergie interdite basse du dispositif, les couches de la partie à bande d'énergie interdite moyenne restant quant à ellesnon modifiées. De tels cas sont en fait rares, mais, même dans ces cas là, l'emploi du super-réseau se révèle très avantageux vis-à-vis des propriétés structurelles et électriques
de la partie immédiatement suivante.
Le fonctionnement du dispositif à trois jonctions est sensiblement identique à celui du dispositif à deux jonctions, trois
piles activées par rayonnement étant alors effectivement en série.
Dans cette connexion en série des parties à bandes d'énergie interdites respectivement basse, moyenne et haute selon l'invention, les tensions caractéristiques de chaque cellule s'ajoutent, de sorte que l'on
obtient une force électromotrice plus élevée. On peut étendre le dis-
positif jusqu'à obtenir une cellule efficace produisant une force électromotrice élevée qui comporte autant de parties à bandes d'énergie interditesparticulières que cela est nécessaire pour réaliser une
absorption optimale du spectre électromagnétique incident et sa con-
version en énergie électrique.
Les exemples de matériaux pouvant être utilisés comme première partie dans un dispositif à trois jonctions sont le germanium et le silicium. Le choix des matériaux destinés aux autres parties
apparaîtra évident à l'homme de l'art.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer,
à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre
simplement illustratif et nullement limitatif, diverses autres variantes
et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (20)

  1. R E V E N D I C A T I 0 N S
    1, Dispositif de conversion de rayonnement électomagné-
    tique en énergie électrique, comportant un premier contact ohmique(10), un deuxième contact ohmique (28), une structure en sandwich placée entre le premier et le deuxième contact ohmique, cette structure en sandwich possédant au moins deux parties en couches qui peuvent absorber un rayonnement électromagnétique et convertir le rayonnement en énergie électrique, la première partie en couches (12, 14) ayant
    une première bande d'énergie interdite électromagnétique caractéris-
    tique, et la deuxième partie en couches(24, 26) ayant une deuxième bande d'énergie interdite électromagnétique caractéristique et un réseau qui n'est pas adapté à celui de la première partie, la première et la deuxième partie en couches étant séparées par une partie en couches supplémentaire (20) qui atténue la densité de défauts de dislocation pouvant normalement passer d'une partie en couches à l'autre, le dispositif étant caractérisé en ce que la partie en
    couchessupplémentaire consiste en une partie de blocage de disloca-
    tion qui empêche sensiblement la propagation de défauts de disloca-
    tion d'une partie à l'autre en empêchant la dispersion de défauts de dislocation à travers ladite partie en couches supplémentaire, et
    en ce que la première et la deuxième partie en couches sont électri-
    quement connectées de manière connue par une jonction tunnel semi-
    conductrice (22).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie qui empêche la propagation de défauts de dislocation
    comprend une structure à super-réseau (20).
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen qui connecte électriquement sous faible résistance la première et la deuxième partie en couches est une jonction tunnel
    semi-conductrice fortement dopée (22).
  4. 4. Dispositif selon la revendication 2> caractérisé en ce que l'une desdites première et deuxième parties en couches (12, 14; 24, 26) est déposée en premier pendant la fabrication, et la partie qui empêche la propagation de défaut de dislocation comporte en outre une couche (16) dont le réseau est adapté à celui de la partie en couches déposée en premier et qui est déposée sur cette partie déposée en premier, ainsi qu'une couche de composition graduellement variable (18) disposée entre la structure à super-réseau et ladite couche (16) dont le réseau est adapté à celui de la couche déposée
    en premier et qui est déposée sur celle-ci.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite première partie (12, 14) consiste en un substrat de
    silicium d'un premier type de conductivité portant une couche supé-
    rieure dopée (14) d'un type de conductivité opposé de manière à former
    une jonction photovoltaïque.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes d'énergie interditessont découpées en corrélation mutuelle de manière à optimiser l'absorption de la distribution
    spectrale de l'énergie électromagnétique incidente particulière.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce
    que la structure à super-réseau comprend des matériaux semi-conducteurs.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce
    que la jonction tunnel semi-conductrice est une structure à super-
    réseau fortment dopée (20).
  9. 9. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie qui empêche la propagation de défauts de dislocation de ladite première partie à la deuxième partie comporte une couche (16) à réseau adapté en GaP, une couche de composition graduellement variable (18) en GaAs, Pl_,x et en ce que le super-réseau comprend des couches alternées de GaAs et de GaP de façon que le paramètre de
    réseau moyen soit égal à celui de ladite deuxième partie.
  10. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce
    que la première partie possède la bande d'énergie interdite caracté-
    ristique la plus basse et est disposée à la partie inférieure du dis-
    positif, la deuxième partie (24, 26) ayant la bande d'énergie inter-
    dite la plus haute et étant placée dans le dispositif sur le sommet qui regarde dans la direction d'o le spectre électromagnétique est
    supposé venir.
  11. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première et la deuxième partie ont des bandes d'énergie interditescaractéristiques respectivement approximativement égales
    à 1,0-1,2 eV et 1,6-1,8 eV.
  12. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première partie est formée de silicium Si et la deuxième partie de GaAs, 7Po,3
  13. 13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une troisième partie (12B, 14B) qui pos- sède une troisième bande d'énergie interdite caractéristique etdont le réseau est adapté à celui de la deuxième partie, des moyens en couches (16B, 18B, 20B) étant disposés entre la deuxième et la
    troisième partie afin d'empêcher la propagation de défauts de dislo-
    cation, ainsi qu'un moyen (22B) réalisant un contact électrique à
    basse résistance entre la deuxième et la troisième partie.
  14. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la première, la deuxième et la troisième partie ont des bandes d'énergie interditescar.actéristiques valant respectivement environ
    0,7-1,1 eV, 1,2-1,5 eV, et 1,75-1,9 eV.
  15. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en
    ce que la première partie est choisie dans le groupe formé du germa-
    nium et du silicium.
  16. 16. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième partie (12B, 14B) possédant une troisième bande d'énergie interdite caractéristique et un moyen (22B) qui réalise un contact électrique à basse résistance entre la deuxième
    et la troisième partie.
  17. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en
    ce que la première partie est choisie dans le groupe formé du germa-
    nium et du silicium.
  18. 18. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie en couches supplémentaire est une partie à
    couches multiples.
  19. 19. Dispositif destiné à assurer la conversion directe du rayonnement électromagnétique en énergie électrique, comprenant un premier et un deuxième contact (10, 28), un moyen structurel placé entre les contacts et comportant au moins une première et une deuxième
    partie (12, 14; 24, 26) absorbant chacune un rayonnement électroma-
    gnétique et convertissant ce rayonnement en énergie électrique, la première partie (12, 14) ayant une première bande d'énergie interdite électromagnétique caractéristique, et la deuxième partie (24, 26)
    ayant une deuxième bande d'énergie interdite électromagnétique carac-
    téristique, la structure de réseau de la deuxième partie n'étant pas adaptée à la structure de réseau de la première partie, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un élément à super-réseau (20)
    placé entre la première et la deuxième partie afin d'arrêter sensi-
    blement la propagation de défauts de dislocation de l'une des parties vers l'autre, et un moyen (22) réalisant un contact électrique à
    faible résistance entre lesdites parties.
  20. 20. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la deuxième partie sont déposées sur un substrat
    de silicium, ladite première partie étant constituée de silicium.
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