Franciaország díja a Globális Perovskite{0}}Szilícium Tandem Versenyen

A globális napenergia-ipar csendes, de mélyreható átalakuláson megy keresztül. Évtizedek óta a kristályos szilícium napelemek uralják a piacot, folyamatosan javulva a hatékonyságuk, miközben csökkentek a költségek. A szilícium azonban közeledik fizikai határaihoz,-az egyetlen-csatlakozású szilíciumcella elméleti maximális hatékonysága körülbelül 29%, és a kereskedelmi modulok már ma is a 25–26%-os tartományban működnek. A plafon túllépése érdekében az iparág egy bomlasztó innováció felé fordul:perovskit{0}}szilícium tandem napelemek.

Franciaország pedig, talán váratlanul, e globális verseny egyik legfélelmetesebb szereplőjévé lépett elő.

A tandemcellák elve meglehetősen egyszerű. Az egyrétegű napelem a napfénynek csak kis részét tudja hasznosítani, mivel a szilícium csak az infravörös fényt képes felfogni, de sok energiát veszít elnyelve az ultraibolya és a látható fényt. Ha azonban a szilíciumcella tetejére helyezünk egy perovszkit anyagból készült második réteget, sokkal szélesebb spektrumú napfényt tudunk összegyűjteni. Más szóval, a napelem hatásfoka elérheti a 42%-ot is, szemben a szilíciumcellák 20%-ával.

A perovskitek egyedi szerkezetük miatt érdekes anyagfajtát képviselnek. Nagyon ígéretesek, mert alacsony hőmérsékletű technikák segítségével{1}}feldolgozhatók. A probléma azonban az, hogy a laboratóriumi eredményeket az ipari termékek szintjére hozzák.

Franciaország tandem ambícióinak középpontjában az állFrancia Alternatív Energiák és Atomenergia Bizottság (CEA), azon keresztül működikNational Institute for Solar Energy (INES)Chambéryben. Ez nem egy periférikus kutatási erőfeszítés,-hanem egy teljes körű-ipari offenzíva.

2025 januárjában a CEA-INES és az olasz 3Sun-Európa legnagyobb napelemmodul-gyártója-bejelentette egy tandem perovszkit-szilíciumcellát, amelynek tanúsított hatékonysága:30.8%9 cm²-es területen. Ami ezt az eredményt különösen fontossá teszi, az a cellaméret: míg sok nemzetközi hatékonysági rekordot állítottak fel apró, 1 cm²-es laboratóriumi mintákon, a CEA és a 3Sun ezt a teljesítményt egy 9 cm²-es cellán érte el, ami sokkal jobban reprezentálja az ipari termelésbe való átültethetőséget. Mindössze egy év együttműködés alatt a csapatok 2,4 százalékponttal javították a hatékonyságot, ami a 2024. januári 28,4%-ról 2025. januárra 30,8%-ra emelkedett.

Ez a rekord nem volt-egyszeri. 2025 közepére a CEA is elérte30%-os hatásfokegy 8,2 cm²-es cellán, amelyet az Európai Solar Test Installation tanúsított, és figyelemre méltó27,3%-os hatásfokközel 100 cm²-en-, aminek köszönhetően Franciaország a világelsők közé tartozik a hatékonyság-/-méretarány tekintetében. Talán a legfontosabb, hogy a 2024 decembere és 2025 szeptembere között a szabadban megfigyelt referencia tandem cellákkevesebb, mint 1%-os veszteség kilenc hónap utánvalós{0}}expozícióról. A stabilitás régóta a perovszkit technológia Achilles-sarka; ez az eredmény azt jelzi, hogy a technológia gyorsan fejlődik.

A CEA{0}}INES mellett az IPVF kiemelkedik a francia tandemhálózat egyik legfontosabb elemeként. 2026 júniusában a két szervezet együttműködött, hogy elképesztő, 31%-os hatékonyságot érjen el egy 4-cm2-es perovszkit-szilícium tandem cellával. A cella a TU Delftben gyártott nanotexturált szilícium napelem és az IPVF-nél kifejlesztett perovszkit cella résfesték bevonási módszerrel történő kombinálásával készült. Így az IPVF most olyan integrált rendszereken dolgozik, amelyek kombinálják mindkét sejtet, hogy még nagyobb hatékonyságot érjenek el.
Az IPVF figyelemre méltó, 16,8%-os hatékonyságot is elért egy bifaciális perovszkit napelemen alapuló mini-modul (10 cm × 10 cm méretű) használatával. Az intézet azt tervezi, hogy továbbfejleszti a mini{5}}modult 60 cm × 30 cm-es méretre.

Franciaország tandem stratégiája jóval túlmutat a kutatólaboratóriumokon. Ipari projektek konstellációja formálódik:

Voltec Solar, francia modulgyártó, biztosított9,3 millió euróa francia Ademe környezetvédelmi ügynökségtől, hogy felgyorsítsa a perovszkit{0}}szilícium tandem panelek gyártását. A Voltec az IPVF-fel közösen folytatja a "STAFF" (Souveraineté Industrielle tandem de Fabrication Française) projektet a France 2030 kezdeményezés keretében, amelynek célja a tandem technológia hazai gyártóbázisának létrehozása. A partnerek ambiciózus célokat tűztek ki: piaci bevezetés 2025-ig és a termelési kapacitás növelése5 GW 2030-ra.

HoloSolis, egy másik francia napelem-fejlesztő épít a5 GWAz északkelet-franciaországi Sarreguemines-ben található napelem-modul gyár a tervek szerint 2027-ben kezdi meg a termelést. Bár a gyár kezdetben TOPCon szilícium technológiát fog használni, a HoloSolis világossá tette, hogy ambíciói kiterjednek a perovszkit-szilícium tandemcellákra is, aktívan pozicionálva magát az iparág következő teljesítményugrására.

Eközben a CEA és a 3Sun{1}}partnerség, amely megnyitotta Európa első gigagyárát a nagy-hatékonyságú heterocsatlakozó panelek gyártására Szicíliában, 3 GW-a tervezett kapacitással, egy erőteljes francia-olasz tengelyt teremt a tandem iparosításhoz.

Franciaország tandemnyomásának következményei messze túlmutatnak az akadémiai kérkedésen. A jelenlegi szilíciumtechnológiák (25-26%-os hatásfok) 30-31%-ot elérő tandemcellákkal való helyettesítése a villamosenergia-termelés növekedését eredményezné.több mint 20%miközben megközelítőleg azonos mértékben csökkenti a földhasználatot és a CO₂-hatást. A szén-dioxid-mentesítésért küzdő világban ezek a számok átalakulóak.

Van egy stratégiai dimenzió is. François Legalland, a CEA munkatársa így fogalmazott: "A fotovoltaikus modul-gyártás Ázsia általi dominanciája nem elkerülhetetlen. A kutatóintézetek és az ipari szereplők továbbra is versenyképesek lehetnek Európában. Ez kiváló hír ipari és energetikai szuverenitásunk számára". Franciaország nem csak a hatékonysági rekordokat hajszolja,{4}}hanem a gyártás függetlenségét is.

Nem Franciaország az egyetlen résztvevő ebben az erőfeszítésben. Az Oxford PV (Egyesült Királyság-Németország), a Qcells (Dél-Korea-Németország), valamint számos kínai és amerikai vállalat foglalkozik hasonló tandemtechnológiákkal. A 2025-ben körülbelül 167 millió dolláros perovszkit{4}}szilícium akkumulátorok globális piaca 2032-re várhatóan eléri az 1,875 milliárd dollárt 42,1%-os CAGR mellett.
Ennek ellenére Franciaország különleges helyet foglalt el ezen a versenyen. Franciaország vezető kutatóközpontok (CEA-INES, IPVF), kiterjedt állami finanszírozás (France 2030, Ademe) és egyre több magánszektorbeli befektető (Voltec, HoloSolis, 3Sun) kiolthatatlan kombinációját mutatja be, amelyek egy irányban dolgoznak. A "Tandem Made in France" célja működési valósággá alakul át.

Maradnak a kihívások. A teljes méretű modulok-nagyobbítása a hatékonyság megőrzése mellett, a hosszú távú tartósság- biztosítása és a költségek csökkentése óriási akadály. De a pálya egyértelmű. Alig néhány év alatt Franciaország a napelemgyártás követőjéből a fotovoltaikus technológia következő generációjának vezetőjévé vált. A globális perovszkit-szilícium tandem verseny még korántsem ért véget,-de Franciaország szilárdan megállja a helyét, hogy figyelni tudjon.