Szarża Francji w globalnym wyścigu perowskitów-krzemowych tandemów

Globalny przemysł fotowoltaiczny przechodzi cichą, ale głęboką transformację. Przez dziesięciolecia ogniwa słoneczne z krzemu krystalicznego dominowały na rynku, stale poprawiając wydajność przy jednoczesnym spadku kosztów. Jednak krzem zbliża się do swoich fizycznych granic,-teoretyczna maksymalna wydajność pojedynczego-ogniwa krzemowego wynosi około 29%, a obecnie moduły komercyjne działają już w zakresie 25–26%. Aby przekroczyć ten pułap, branża zwraca się ku przełomowej innowacji:perowskitowe-krzemowe tandemowe ogniwa słoneczne.

A Francja, być może nieoczekiwanie, wyłoniła się jako jeden z najgroźniejszych graczy w tym globalnym wyścigu.

Zasada ogniw tandemowych jest dość prosta. Ogniwo słoneczne zawierające jedną warstwę może wykorzystywać tylko niewielką część światła słonecznego, ponieważ krzem może wychwytywać tylko światło podczerwone, ale traci dużo energii pochłaniającej ultrafiolet i światło widzialne. Kiedy jednak nałożymy na ogniwo krzemowe drugą warstwę wykonaną z materiału perowskitowego, jesteśmy w stanie zebrać znacznie szersze spektrum światła słonecznego. Innymi słowy, wydajność słoneczna może sięgać nawet 42% w porównaniu do zaledwie 20% ogniwa krzemowego.

Perowskity stanowią ciekawy rodzaj materiału ze względu na swoją unikalną strukturę. Są bardzo obiecujące, ponieważ można je przetwarzać za pomocą technik nisko-temperaturowych. Problem polega jednak na sprowadzeniu wyników laboratoryjnych do poziomu produktów przemysłowych.

W sercu francuskich ambicji tandemowych znajduje sięFrancuska Komisja ds. Energii Alternatywnych i Energii Atomowej (CEA), działając poprzez swojeNarodowy Instytut Energii Słonecznej (INES)w Chambery. Nie jest to marginalny wysiłek badawczy-to ofensywa przemysłowa na-pełną skalę.

W styczniu 2025 r. CEA-INES i włoska firma 3Sun-największy europejski producent modułów słonecznych-ogłosiły wprowadzenie tandemowego ogniwa krzemowego-perowskitowego o certyfikowanej wydajności30.8%na powierzchni 9 cm². Tym, co czyni to osiągnięcie szczególnie znaczącym, jest rozmiar ogniwa: podczas gdy wiele międzynarodowych rekordów wydajności zostało ustanowionych na małych próbkach laboratoryjnych o powierzchni 1 cm², firmy CEA i 3Sun osiągnęły tę wydajność na ogniwie o powierzchni 9 cm², czyli w skali znacznie bardziej reprezentatywnej dla tego, co można przenieść do produkcji przemysłowej. W ciągu zaledwie roku współpracy zespoły poprawiły efektywność o 2,4 punktu procentowego, z 28,4% w styczniu 2024 r. do 30,8% w styczniu 2025 r.

Ten rekord nie był jednorazowy. Do połowy 2025 r. CEA również osiągnął ten celWydajność 30%.na ogniwie o powierzchni 8,2 cm² certyfikowanym przez Europejską Instalację Testową Solarną i niezwykłySprawność 27,3%.na prawie 100 cm²-to wynik, który plasuje Francję wśród światowych liderów pod względem stosunku wydajności-do-wymiarów. Być może najważniejsze, wykazały referencyjne ogniwa tandemowe monitorowane na zewnątrz w okresie od grudnia 2024 r. do września 2025 rmniej niż 1% straty po dziewięciu miesiącachekspozycji w-świecie rzeczywistym. Stabilność od dawna jest piętą achillesową technologii perowskitowej; wynik ten sygnalizuje szybki rozwój technologii.

Oprócz CEA-INES, IPVF wyróżnia się jako jedna z najważniejszych we francuskiej sieci tandemów. W czerwcu 2026 r. obie organizacje nawiązały współpracę, aby osiągnąć niesamowity poziom wydajności wynoszący 31% przy użyciu ogniwa tandemowego perowskit-krzem o powierzchni 4-cm2. Ogniwo powstało poprzez połączenie nanoteksturowego krzemowego ogniwa słonecznego wyprodukowanego w TU Delft z ogniwem perowskitowym opracowanym w IPVF metodą powlekania barwnikiem szczelinowym. Dlatego IPVF pracuje obecnie nad zintegrowanymi systemami, które łączą oba ogniwa, aby osiągnąć jeszcze wyższą wydajność.
IPVF osiągnął także godny uwagi poziom sprawności wynoszący 16,8%, stosując mini-moduł (o wymiarach 10 cm × 10 cm) oparty na dwustronnym ogniwie słonecznym perowskitowym. Instytut planuje dalszy rozwój minimodułu- poprzez zwiększenie jego rozmiarów do 60 cm × 30 cm.

Francuska strategia tandemu wykracza daleko poza laboratoria badawcze. Konstelacja projektów przemysłowych nabiera kształtu:

Voltec Solar, francuskiego producenta modułów, zabezpieczone9,3 mln eurood francuskiej agencji ochrony środowiska Ademe w celu przyspieszenia produkcji tandemowych paneli perowskitowych-krzemowych. Razem z IPVF firma Voltec realizuje projekt „STAFF” (Souveraineté Industrielle tandem de Fabrication Française) w ramach inicjatywy Francja 2030, którego celem jest utworzenie krajowej bazy produkcyjnej dla technologii tandem. Partnerzy postawili sobie ambitne cele: wprowadzenie na rynek do 2025 roku i zwiększenie mocy produkcyjnych do5 GW do 2030 r.

HoloSolis, inny francuski deweloper zajmujący się energią słoneczną, buduje5 GWfabryka modułów słonecznych w Sarreguemines w północno-wschodniej Francji, której rozpoczęcie produkcji zaplanowano na 2027 r. Chociaż fabryka będzie początkowo korzystać z technologii krzemowej TOPCon, HoloSolis jasno dał do zrozumienia, że ​​jej ambicje obejmują perowskitowe-krzemowe ogniwa tandemowe, aktywnie przygotowując się na kolejny skok wydajności w branży.

Tymczasem partnerstwo CEA z firmą 3Sun-, która otworzyła pierwszą w Europie gigafabrykę-wysokowydajnych paneli heterozłączowych na Sycylii, o planowanej mocy 3 GW-tworzy potężną francusko-włoską oś industrializacji tandemowej.

Konsekwencje francuskiego ruchu tandemowego wykraczają daleko poza akademickie prawa do przechwalania się. Zastąpienie obecnych technologii krzemowych (sprawność 25–26%) ogniwami tandemowymi sięgającymi 30–31% zwiększyłoby produkcję energii elektrycznej oponad 20%przy jednoczesnym zmniejszeniu użytkowania gruntów i wpływu CO₂ o mniej więcej taki sam margines. W świecie dążącym do dekarbonizacji liczby te mają charakter transformacyjny.

Istnieje również wymiar strategiczny. Jak to ujął François Legalland z CEA: „Dominacja Azji w produkcji modułów fotowoltaicznych nie jest nieunikniona. Instytucje badawcze i gracze przemysłowi mogą w dalszym ciągu być konkurencyjni w Europie. To doskonała wiadomość dla naszej suwerenności przemysłowej i energetycznej”. Francja nie tylko goni za rekordami wydajności,-ale dąży do niezależności produkcyjnej.

Francja nie jest jedynym uczestnikiem tych wysiłków. Oxford PV (Wielka Brytania-Niemcy), Qcells (Korea Południowa-Niemcy) oraz wiele chińskich i amerykańskich korporacji wykorzystuje podobne technologie tandemowe. Oczekuje się, że globalny rynek baterii perowskitowych-krzemowych, którego wielkość w 2025 r. wyniesie około 167 mln dolarów, osiągnie do 2032 r. 1,875 mld dolarów, przy CAGR na poziomie 42,1%.
Niemniej jednak Francja zajęła w tym wyścigu szczególne miejsce. Francja stanowi nieugaszoną kombinację wiodących ośrodków badawczych (CEA-INES, IPVF), szerokiego finansowania z sektora publicznego (France 2030, Ademe) i rosnącej liczby inwestorów z sektora prywatnego (Voltec, HoloSolis, 3Sun), działających w jednym kierunku. Cel „Tandem Made in France” przekształca się w rzeczywistość operacyjną.

Wyzwania pozostają. Skalowanie do modułów-pełnowymiarowych przy jednoczesnym zachowaniu wydajności, zapewnieniu-długoterminowej trwałości i obniżeniu kosztów to ogromne przeszkody. Ale trajektoria jest jasna. W ciągu zaledwie kilku lat Francja przekształciła się z naśladowcy w produkcji energii słonecznej w lidera nowej generacji technologii fotowoltaicznej. Światowy wyścig w tandemie-krzemowym w perowskicie jeszcze się nie skończył,-ale Francja ugruntowała swoją pozycję jako pretendent do oglądania.