Conception et réalisation d'un microsystème de conversion photovoltai͏̈que intégré

par Stéphane Aouba

Thèse de doctorat en Électronique, microsystèmes

Sous la direction de Francis Therez.

Soutenue en 1997

à Toulouse 3 .

mots clés

• Sciences appliquees
• Energie
• Conversion photovoltaique
• Generateur photovoltaique
• Micromachine
• Conception
• Faisabilite
• Optique integree
• Microoptique
• Photovoltaic conversion
• Photovoltaic generator
• Micromachine
• Design
• Feasibility
• Integrated optics
• Microoptics
• Conversion photovoltaïque
• Générateurs photovoltaïques
• Microtechniques

Résumé

Le travail presente dans ce memoire s'inscrit dans le cadre du travail realise au sein du projet europeen barmint (basic research for microsystems intergration). Il vise l'etude et la realisation d'un microgenerateur photovoltaique integrable dans un microsysteme multifonctionnel servant de demonstrateur a visees medicales. L'objet general de ce travail est introduit par une etude documentaire sur les tentatives en cours d'integration des fonctions otpiques dans les microsystemes. Cette etude detaille plus particulierement la fonction d'alimentation electrique par energie lumineuse qui constitue l'objet principal de notre travail de these. La realisation materielle de son principe comporte une diode laser, une fibre optique et un module de conversion photovoltaique. Cet ensemble devra etre integre dans le volume du demonstrateur (1cm#3) dont la structure et les specifications sont detaillees. Le choix et la conception du module de photoconversion necessaire au microsysteme, se fonde sur l'analyse des caracteristiques electriques potentielles des cellules et des matrices de cellules photovoltaiques en fonction du spectre de l'energie lumineuse incidente, des influences thermiques, et en fonction des surfaces disponibles. Pour la realisation du module, un procede technologique complet a ete mis au point et applique a la fabrication collective de cellules en serie sur un meme substrat. Ce procede repose essentiellement sur des techniques de collage et de gravure chimique anisotrope. Pour l'integration du module dans le volume du demonstrateur, une chambre optique recouvrant les cellules est definie et realisee. Elle est munie d'un reflecteur optique et de canaux de traversee pour fibre optiques. Le travail se termine par la caracterisation experimentale des matrices realisees. Les resultats obtenus montrent la faisabilite des concepts et des principes technologiques qui ont ete proposes.

Titre traduit

Conception and realization of an integrated photovoltaic conversion microsystem

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