המטען של צרפת במרוץ הפרובסקיט העולמי-סיליקון טנדם

תעשיית השמש העולמית עוברת שינוי שקט אך עמוק. במשך עשרות שנים, תאים סולאריים מסיליקון גבישי שלטו בשוק, ומשתפרים בהתמדה ביעילות תוך ירידה במחיר. אבל הסיליקון מתקרב לגבולות הפיזיים שלו-היעילות המקסימלית התיאורטית עבור תא סיליקון יחיד- היא בסביבות 29%, והמודולים המסחריים כיום כבר פועלים בטווח של 25-26%. כדי לדחוף מעבר לתקרה זו, התעשייה פונה לחדשנות משבשת:perovskite-תאי שמש טנדם סיליקון.

וצרפת, אולי באופן בלתי צפוי, התגלתה כאחת השחקניות האימתניות ביותר במירוץ העולמי הזה.

העיקרון של תאי טנדם הוא די פשוט. התא הסולארי המכיל שכבה אחת יכול לנצל רק חלק קטן מאור השמש מכיוון שהסיליקון יכול ללכוד רק אור אינפרא אדום אבל מאבד הרבה אנרגיה הסופגת אור אולטרה סגול וגלוי. עם זאת, כאשר אנו מניחים על גבי תא הסיליקון שכבה שנייה העשויה מחומר פרוסקיט, אנו מסוגלים לאסוף ספקטרום רחב הרבה יותר של אור שמש. במילים אחרות, היעילות הסולארית עשויה להגיע עד ל-42% לעומת 20% בלבד מתא הסיליקון.

Perovskites מייצגים סוג מעניין של חומר בשל המבנה הייחודי שלהם. הם מאוד מבטיחים כי הם יכולים לעבד בעזרת טכניקות-טמפרטורות נמוכות. עם זאת, הבעיה היא להביא את תוצאות המעבדה לרמה של מוצרים תעשייתיים.

בלב השאיפות הטנדם של צרפת הואהנציבות הצרפתית לאנרגיות חלופיות ואנרגיה אטומית (CEA), הפועל באמצעותוהמכון הלאומי לאנרגיה סולארית (INES)בשמברי. זה לא מאמץ מחקר היקפי-זהו מתקפה תעשייתית-מלאה.

בינואר 2025, CEA-INES ויצרנית המודולים הסולאריים הגדולים באירופה-יצרנית 3Sun-באיטליה-הכריזו על תא סיליקון טנדם פרוסקיט- עם יעילות מאושרת של30.8%על שטח של 9 ס"מ. מה שהופך את ההישג הזה למשמעותי במיוחד הוא גודל התא: בעוד שיאי יעילות בינלאומיים רבים נקבעים על דגימות מעבדה זעירות בגודל 1 ס"מ, CEA ו-3Sun השיגו את הביצועים האלה בתא בגודל 9 ס"מ, קנה מידה מייצג הרבה יותר את מה שניתן להעביר לייצור תעשייתי. בשנה אחת בלבד של שיתוף פעולה, הצוותים שיפרו את היעילות ב-2.4 נקודות אחוז, וטיפסו מ-28.4% בינואר 2024 ל-30.8% בינואר 2025.

הרשומה הזו לא הייתה חד פעמית-. עד אמצע 2025, גם CEA הגיע להישגיםיעילות של 30%.על תא בגודל 8.2 ס"מ מאושר על ידי מתקן הניסוי הסולארי האירופאי, ומדהיםיעילות של 27.3%.על כמעט 100 cm²-תוצאה שממקמת את צרפת בין המובילות בעולם ביחס יעילות-ל-גודל. אולי הכי חשוב, תאי התייחסות טנדם שנוטרו בחוץ בין דצמבר 2024 לספטמבר 2025 הראוהפסד של פחות מ-1% לאחר תשעה חודשיםשל חשיפה-בעולם האמיתי. יציבות היא מזמן עקב אכילס של טכנולוגיית הפרובסקיט; תוצאה זו מסמנת שהטכנולוגיה מתבגרת במהירות.

מלבד CEA-INES, IPVF בולט כאחד החשובים ברשת הטנדם הצרפתית. ביוני 2026, שני הארגונים שיתפו פעולה כדי להשיג רמת יעילות מדהימה של 31% באמצעות תא טנדם פרוסקיט-סיליקון בגודל 4-cm2. התא נעשה על ידי שילוב של התא הסולארי מסיליקון ננו-מרקם מתוצרת TU Delft עם תא הפרובסקיט שפותח ב-IPVF בשיטת ציפוי צבע חריץ. לפיכך, IPVF עובדת כעת על מערכות משולבות המשלבות את שני התאים כדי להשיג יעילות גבוהה עוד יותר.
IPVF השיגה גם רמת יעילות ראויה לציון של 16.8% באמצעות מודול מיני- (10 ס"מ × 10 ס"מ בגודל) המבוסס על תא סולארי פרובסקיט דו-פנים. המכון מתכנן לפתח את -מודול המיני על ידי הגדלתו לגודל של 60 ס"מ × 30 ס"מ.

אסטרטגיית הטנדם של צרפת משתרעת הרבה מעבר למעבדות מחקר. קונסטלציה של פרויקטים תעשייתיים מתגבשת:

Voltec Solar, יצרן מודולים צרפתי, מאובטח9.3 מיליון אירומהסוכנות הסביבתית של צרפת Ademe כדי להאיץ את ייצור לוחות הטנדם של פרוסקיט-סיליקון. יחד עם IPVF, וולטק ממשיכה בפרויקט "STAFF" (Souverraineté Industrielle tandem de Fabrication Française) במסגרת יוזמת France 2030, במטרה להקים בסיס ייצור מקומי לטכנולוגיית טנדם. השותפים הציבו יעדים שאפתניים: הצגת שוק עד 2025 והגדלת כושר הייצור ל5 GW עד 2030.

HoloSolis, מפתח סולארי צרפתי נוסף, בונה א5 GWמפעל מודולים סולאריים ב-Sarreguemines, צפון מזרח צרפת, מתוכנן להתחיל בייצור בשנת 2027. בעוד שהמפעל ישתמש תחילה בטכנולוגיית סיליקון TOPCon, HoloSolis הבהירה שהשאיפות שלה משתרעות על תאי טנדם סיליקון-, וממקמים את עצמו באופן פעיל לקפיצת הביצועים הבאה של התעשייה.

בינתיים, השותפות של CEA עם 3Sun-שפתחה את הג'יגה-פקטורי הראשון באירופה עבור לוחות הטרו-צומת-יעלתיים בסיציליה, עם קיבולת מתוכננת של 3 GW-יוצרת ציר פרנקו- איטלקי רב עוצמה לתיעוש טנדם.

ההשלכות של הדחיפה הטנדם של צרפת חורגות הרבה מעבר לזכויות התרברבות אקדמיות. החלפת טכנולוגיות הסיליקון הנוכחיות (25-26% יעילות) בתאי טנדם המגיעים ל-30-31% תגביר את ייצור החשמל ב-יותר מ-20%תוך הפחתת השימוש בקרקע והשפעת CO₂ בערך באותו מרווח. בעולם הדוהר אחר שחרור פחמן, המספרים הללו משנים.

יש גם מימד אסטרטגי. כפי שניסח זאת פרנסואה ליגללנד מטעם CEA: "הדומיננטיות של ייצור המודולים הפוטו-וולטאיים על ידי אסיה אינה בלתי נמנעת. מוסדות מחקר ושחקנים תעשייתיים עדיין יכולים להיות תחרותיים באירופה. אלו חדשות מצוינות לריבונות התעשייתית והאנרגיה שלנו". צרפת לא רק רודפת אחרי שיאי יעילות-היא רודפת אחרי עצמאות ייצור.

צרפת היא לא המשתתפת היחידה במאמץ הזה. אוקספורד PV (בריטניה-גרמניה), Qcells (דרום קוריאה-גרמניה), ומספר רב של תאגידים סיניים ואמריקאים עוסקים בטכנולוגיות טנדם דומות. שוק סוללות הסיליקון-הפרוסקיט העולמי, בגודל של כ-167 מיליון דולר בשנת 2025, צפוי להגיע ל-1.875 מיליארד דולר עד 2032 עם CAGR של 42.1%.
עם זאת, צרפת תפסה מקום מיוחד במירוץ הזה. צרפת מציגה שילוב בלתי ניתן לכיבוי של מרכזי מחקר מובילים (CEA-INES, IPVF), מימון נרחב מהמגזר הציבורי (צרפת 2030, Ademe) ומספר הולך וגדל של משקיעים במגזר הפרטי (Voltec, HoloSolis, 3Sun), הפועלים בכיוון אחד. המטרה של "טנדם תוצרת צרפת" הופכת למציאות מבצעית.

נותרו אתגרים. הגדלה של מודולים בגודל-מלא תוך שמירה על יעילות, הבטחת עמידות-לטווח ארוך והורדת עלויות הם מכשולים אדירים. אבל המסלול ברור. בתוך שנים ספורות, צרפת הפכה מחסידית בייצור סולארי למובילה בדור הבא של טכנולוגיה פוטו-וולטאית. מרוץ הטנדם הגלובלי של-סיליקון הפרובסקיט רחוק מלהסתיים-אבל צרפת ביססה את עצמה היטב כמתחרה לצפייה.