מדבקות סולאריות מפרובסקיט כמעט כאן: כיצד למינציה גמישה יכולה להפוך קירות, מכוניות וגגות לתחנות כוח

• מודול פרובסקיט גמיש עם WVTR ≈ 5.0 × 10⁻³ גר'/מ"ר/יום שמר על 84% מההספק שלו לאחר 2,000 שעות ב-85°C/85% לחות יחסית (חום-לחות).
• יפן מסבסדת את Sekisui Chemical להקים מפעל פרובסקיט מסוג סרט בהספק 100 מגה-ואט עד 2027, כדי לסייע להגיע לכ-20 ג'יגה-ואט קיבולת עד 2040.
• Anker הדגימה מטריית חוף המופעלת בפרובסקיט בתערוכת CES 2025.
• טנדם פרובסקיט/סיליקון גמיש השיג יעילות מוסמכת של 29.88% במכשיר מחקר קטן-שטח.
• סטארט-אפ סיני חשף מודול גמיש בגודל 1.2 מ' × 1.6 מ' עם הספק נקוב של 260–300 ואט ומשקל 2.04 ק"ג (≈147 ואט/ק"ג).
• מספר יצרנים עברו את מבחני האמינות IEC 61215/61730 (כולל 3× חום-לחות/מחזורי טמפרטורה), מה שמסמן התקדמות לעבר תקנים למודולים גמישים.
• ייצור גליל-לגליל יכול לייצר התקנים בפחות מ-150°C, עם תחזית טכנולוגית-כלכלית של כ~$0.7/ואט ב-1,000,000 מ"ר/שנה.
• סרטי מחסום ואיטום קצוות הם קריטיים; אסטרטגיות כוללות דבקים מסוג PIB ולמינציה במתח נמוך להפחתת נזק תרמי/מכני.
• מאמצי ניהול עופרת כוללים קפסולנטים חיצוניים כמחסום ותוספים פנימיים לייצוב עופרת, וכן תוכניות מיחזור לסוף חיי המוצר.
• פיילוטים חיצוניים לבניינים ביפן והדגמות בתערוכת אקספו 2025 מצביעים על מעטפות בניין, חזיתות מעוקלות ומכשירים ניידים כיעדים בטווח הקצר.

פוטו-וולטאיקה אולטרה-דקה מפרובסקיט למינציה על סרטים גמישים עוברת מהמעבדה לשוק. יפן משקיעה בגדול (מיליארדים) ומוצרים ראשונים ופיילוטים כבר מופיעים. ההבטחה: הספק קל משקל על משטחים מעוקלים או מוגבלי משקל עם ייצור מהיר, בטמפרטורה נמוכה, בגליל-לגליל. האתגרים: עמידות (לחות/חום), ניהול עופרת בטוח, ואישורי תקינה בנקאביליים. ^[1], ^[2], ^[3]

מה הכוונה ב"פוטו-וולטאיקה מפרובסקיטים בלמינציה גמישה"

פרובסקיטים הם משפחת חומרים גבישיים שממירים אור לחשמל ביעילות גבוהה וניתן לעבד אותם מדיו בטמפרטורות נמוכות. למינציה גמישה אורזת את התאים בין סרטי מחסום פולימריים ודבקים (במקום זכוכית כבדה), ויוצרת יריעות סולאריות דקות וקלות שיכולות להתעקל ולהיצמד למשטחים כמו חזיתות, ממברנות, רכבים, אוהלים ומכשירי IoT. ^{[4][5] [6]}

מבנה גמיש טיפוסי נראה כך (קדמי לאחורי):

• מצע פולימרי שקוף (למשל PET או PI) עם שכבה מוליכה דקה,
• שכבות הולכת אלקטרונים/חורים,
• הסופג הפרובסקיטי,
• אלקטרודה אחורית דקה (מתכת, פחמן, או מוליך שקוף),
• דבק אינקפסולנט (POE/EVA/PIB וכו'),
• סרט גב אולטרה-חוסם (למניעת חדירת מים/חמצן), בנוסף לאיטום קצוות. ^[7], ^[8]

למה למינציה חשובה: אדי מים פוגעים במהירות בפרובסקיטים, ולכן קצב חדירת אדי המים (WVTR) ותהליך הלמינציה קובעים את אורך החיים. במבחנים אחרונים, מודולים עם החסם ההדוק ביותר במחקר (WVTR ≈ 5.0 × 10⁻³ גר'/מ"ר/יום) שמרו על 84% מההספק לאחר 2,000 שעות ב-85 °C/85% לחות יחסית (חום-לחות). חסמים חלשים יותר כשלו הרבה יותר מוקדם. ^[9]

מה השתנה ב-2024–2025?

• הדחיפה הלאומית של יפן. הממשלה תומכת בפרובסקיטים גמישים כדי לאתגר את הדומיננטיות של סין בתחום ה-PV, כולל סובסידיות משמעותיות ל-Sekisui Chemical להקמת מפעל פרובסקיט מסוג סרט בהספק 100 MW עד 2027. היעד של יפן הוא ~20 GW קיבולת פרובסקיט עד 2040. ^[10], ^[11], ^[12]
• הדגמות ראשונות בסמוך לצרכן. חברת Anker הציגה שמשיית חוף המופעלת בפרובסקיט ב-CES 2025 (הטענות השיווקיות נועזות ולא אומתו באופן עצמאי), מה שממחיש כיצד פרובסקיטים יכולים להפעיל ציוד מעוגל ונייד. ^[13]
• שיאי יעילות גמישים. חוקרים דיווחו על 29.88% מוסמך יעילות עבור טנדם מונוליתי פרובסקיט/סיליקון גמיש (שטח קטן, מכשיר מחקרי) — אבן דרך שמצמצמת את הפער בין גמיש לנוקשה. ^[14]
• מודולים גמישים גדולים יותר. סטארט-אפ סיני הציג מודול גמיש בגודל 1.2 מ' × 1.6 מ' עם הספק נקוב של 260–300 ואט ומשקל של רק 2.04 ק"ג (~147 ואט/ק"ג), מה שמצביע על הספק סגולי גבוה עבור משטחים עם מגבלת משקל. (טענות יצרן; שלב מוקדם.) ^[15]
• לקראת בנקאביליות. מספר יצרנים סינים דיווחו על עמידה בתקני האמינות IEC 61215/61730 (ואף האצה של הזדקנות פי 3) — בינתיים בעיקר עבור מודולים פרובסקיט קשיחים, אך הדבר מסמן התקדמות מהירה לעבר עמידות סטנדרטית. ^[16]

"כשיש לך טכנולוגיה בשלבים מאוד מוקדמים, יש לך את היכולת לעצב אותה טוב יותר." — ג'ואי לות'ר, NREL. ^[17]

איך מייצרים למינציות פרובסקיט גמישות (ולמה האיטום הוא קריטי להצלחה או כישלון)

1. ייצור התקנים בטמפרטורה נמוכה
   שכבות פרובסקיט ומגעים ניתנים להדפסה או ציפוי בפחות מ-150 °C וניתנים להגדלה עם כלים של roll‑to‑roll — אותה לוגיקת ייצור המשמשת לאריזות או יריעות סוללה. מחקר טכנו-כלכלי מ-2024 של פרובסקיטים בייצור R2R מלא חזה עלות של ~$0.7/ואט ב-1,000,000 מ"ר/שנה עם פוטנציאל לירידת עלויות נוספת ככל שהקווים יתרחבו. ^[18]
2. למינציה ודבקים
   למינציה קונבנציונלית ב-PV (למודולים מזכוכית) משתמשת ב-~150–160 °C עבור רשתות POE/EVA. טמפרטורה זו עלולה להזיק לפרובסקיטים, ולכן התפתחו שתי אסטרטגיות:
   • להנדס את התא לשרוד למינציה בוואקום ב-150 °C (למשל, מחסומי דיפוזיה פנימיים, ALD SnOₓ), אולהפחית את הלחץ/הטמפרטורה בלמינציה עם דבקים ויסקו-אלסטיים מבוססי PIB או שיטות בטמפרטורת חדר/בלחץ נמוך, להפחתת זעזועים תרמיים/מכניים. ^[19], ^[20], ^[21]
   חוקרים גם הדגימו למינציה בלחץ איזוסטטי ליצירת ממשקים חזקים מבלי לפגוע בהתקן — שימושי לארכיטקטורות בעלות שטח גדול או אלקטרודות פחמן. ^[22]
3. סרטי מחסום ואיטום קצוות
   לחות היא מנגנון הכשל הדומיננטי. מעבר לסרטי מחסום איכותיים (לעיתים שכבות מרובדות אנאורגניות/אורגניות), חומרי איטום לקצוות (למשל, בוטיל) וכימיות דבקים מכוונים לחסום מים וללכוד עופרת במקרה של נזק. מספר סקירות ומחקרים בשנים 2024–2025 מקטלגים מועמדים חזקים לאינקפסולציה ואסטרטגיות לכידת עופרת. ^[23], ^[24], ^[25]

"תאי שמש פרובסקיט… מציעים הזדמנויות ייחודיות… עם זאת, היציבות… חלשה בהשוואה לחומרים קונבנציונליים, וניתן לשפרה באמצעות… אינקפסולציה עם סרטי מחסום." — פרופ' טאקאשי מינמוטו, אוניברסיטת ריטסומייקן. ^[26]

צילום ביצועים (2025)

• טנדם גמיש בקנה מידה מעבדתי:29.88% מאושר (פרובסקיט/סיליקון, שטח קטן). ^[27]
• מסחור מודולים חד-צומתיים: דווח על מודולים גמישים 260–300 W ב-2.04 ק"ג; אחרים מדווחים על 18.1% נצילות מודול (קשיח) שאומתה על ידי NREL — מצביע על שיפורים מהירים ברמת המודול. ^[28]
• עמידות מכנית: תאים גמישים ששמרו על כ-96% נצילות לאחר 10,000 כיפופים ברדיוס של 5 מ"מ דווחו במחקר מ-2024; טנדם עם סיליקון דק שמרו על ביצועים לאחר 2,000 מחזורי כיפוף. (הגדרות הבדיקה משתנות.) ^[29][30]

"הכנסנו את מושג החומרים המרוכבים לעיצוב הממשק… והגענו לתוצאות שלא ניתן להשיג בהנדסת ממשקים מסורתית." — ד"ר גואו פנגפיי, HKUST. ^[31]

היכן למינציות גמישות מתאימות ביותר

• מעטפות/ממברנות מבנים—גגות מוגבלי משקל, חזיתות מעוקלות, מבנים זמניים. ביפן נוסו פרובסקיטים מסוג סרטים על חזיתות מבנים, וב-Expo 2025 מוצגים סרטי פרובסקיט במרחבים ציבוריים. ^[32], ^[33]
• רכבים וניידות—משטחים מעוקלים (גגות, חיפויים), נגררים ורחפנים נהנים מ-W/kg גבוה ויכולת התאמה לצורה. ^[34]
• ניידים ואינטרנט של הדברים (IoT)—מטריות, אוהלים, שילוט ומכשירים בעלי הספק נמוך, שבהם תגובה לאור חלש וצורת המוצר חשובים יותר מהעלות לוואט. ^[35]

בטיחות וקיימות: שאלת העופרת (והפתרונות האמיתיים)

רוב הפרובסקיטים בעלי הביצועים הגבוהים משתמשים בכמות קטנה של עופרת. הסיכון קיים אם מודול נשבר ו-נספג במים. הפחתת הסיכון כוללת:

• חיצוני: סרטי מחסום הדוקים + אטימות קצה חזקות + קפסולנטים קושרי עופרת שמייצבים את העופרת במקרה של נזק ללמינציה.
• פנימי: תוספים וחומרים שמסייעים ל-לכידת עופרת בתוך המיקרו-מבנה של הפרובסקיט; עיצובים שמאפשרים מיחזור בסוף חיי המוצר. ^[36], ^[37], ^[38]

בנקביליות ותקנים: איך ייראה "טוב"

• בדיקות מודול: מעבר IEC 61215/61730 הוא קו הבסיס ל-PV חיצוני. ב-2025, יצרנים דיווחו על הסמכות (בעיקר פרובסקיטים קשיחים), כולל הזדקנות בעוצמה משולשת (3× חום-לחות/מחזורי טמפרטורה), סימן חזק לעמידות. מודולים גמישים חייבים לעמוד בקריטריונים דומים או מותאמים ככל שהתקנים מתפתחים. ^[41]
• התאמה לייצור: למינציה בוואקום סטנדרטית ב-~150 °C מלחיצה פרובסקיטים — לכן יש להשתמש ב-ערימות התקנים עמידות ללמינציה או דבקים/לחיצות במתח נמוך. ^[42][43]
• ביצועי מחסום: מחקרים מבוקרים קושרים את WVTR ישירות להישרדות בחום-לחות; בחרו סרטים עם WVTR אולטרה-נמוך ואיטום קצוות מוכח. ^[44]

עלויות וכלכלה (מוקדם אך מעודד)

• קווי R2R מתקדמים (דיו/slot-die, להב, PVD/ALD למגעים) עשויים להגיע ל-~$0.7/W בהיקף, עם הפחתות נוספות מגרף הלמידה. LCOE תלוי בעיקר ב-יעילות וחיי מדף; ניתוחים מצביעים שפרובסקיטים הופכים לאטרקטיביים כשהמודולים עוברים ~20–24% ומחזיקים 15–25+ שנים, במיוחד בנישות קלות/גמישות עם חיסכון BOS. ^[45][46]

האותיות הקטנות: מציאות מהשנתיים האחרונות

• הייפ מול התקשחות: לצד התקדמות אמיתית, כמה חלוצים בולטים בתחום הגמיש התקשו כלכלית (למשל, Saule Technologies דיווחה על מצוקה קשה ב-2025). יש להתייחס להדגמות נוצצות ולמפרטים שיווקיים בזהירות הראויה. ^[47][48]
• לטענות דרושות נתונים מצד שלישי: מכשירי צרכן ראשונים (כמו המטריה הפרובסקיטית) מציגים יעילויות מרשימות, אך אימות עצמאי נדיר. בקשו דוחות בדיקה מוסמכים. ^[49]

איך להעריך למינציה פרובסקיטית גמישה כיום

בקשו מהספקים:

1. הוכחות הסמכה: דוחות בדיקה IEC 61215/61730 (או שווה ערך) עבור גרסת המוצר המדויקת. ^[50]
2. מפרטי מחסום: ערכי WVTR/OTR של הלמינציה ומערכת האטימה ההיקפית; תוצאות בדיקות חום-לחות (85 °C/85% RH) וUV. ^[51]
3. חלון תהליך תרמי: טמפרטורת/זמן למינציה והוכחה שההתקן שורד את התהליך (למשל, PCE לפני/אחרי למינציה, תמונות EL). ^[52]
4. נתונים מכניים: רדיוס וכמות כיפופים בהם נשמרת ביצועיות של ≥90–95%. ^[53]
5. ניהול עופרת: כימיית קפסולנט ואמצעי לכידת עופרת; תיעוד EHS ותוכנית מיחזור לסוף חיי המוצר. ^[54][55]
6. אחריות ופיילוטים בשטח: מיקומים, משכים וביצועים מנוטרים של התקנות אמיתיות (רצוי 12–24 חודשים ומעלה).

ציטוטי מומחים לשימושכם

• NREL (קיימות תחילה): "קידום פוטו-וולטאיקה פרובסקיט לעבר קיימות משופרת הוא הגיוני יותר בשלב זה." — ג'ואי לות'ר. ^[56]
• אוניברסיטת ריטסומייקן (חסמים חשובים): "יציבות… ניתנת לשיפור באמצעות… אינקפסולציה עם סרטי מחסום." — טקאשי מינמוטו. ^[57]
• אוניברסיטת HKUST (ממשקים בעיצוב): "הכנסנו את מושג החומרים המרוכבים לעיצוב הממשק…" — גואו פנגפיי. ^[58]

תחזית: מה לעקוב הלאה

1. הגדלת קווי ייצור מסוג סרט (למשל, 100 מגה-ואט של סקיסוי עד 2027) ואיך התפוקות משתנות בייצור R2R. ^[59]
2. אורך חיים בנקאי: יותר אישורי IEC מצד שלישי (כולל למוצרים גמישים), נתוני חוץ ארוכי טווח, ואחריות ≥10–15 שנים. ^[60]
3. ערימות בטוחות יותר: אימוץ רחב יותר של דבקים/סרטים לכידת עופרת ולוגיסטיקת מיחזור בסוף חיי המוצר. ^[61]
4. ארכיטקטורות היברידיות: טנדם סיליקון דק + פרובסקיט על נשאים גמישים ליעילות גבוהה יותר מבלי לפגוע בגמישות. ^[62]

כותרות עכשוויות ודיווחים מרכזיים (עודכן ל-15 באוגוסט 2025)

• ההימור של יפן על 1.5 מיליארד דולר בפרובסקיטים גמישים אולטרה-דקים (מדיניות + פיתוח תעשייתי). ^[63]
• Qcells מדווחת על התקדמות בתא פרובסקיט-על-סיליקון בשטח גדול (רלוונטי לטנדם/למינציות עתידיות). ^[64]
• המטריה הפרובסקיטית של Anker מסמנת ניסויים צרכניים (המפרט לא אומת). ^[65]

סיקור עדכני: פוטו-וולטאיקה פרובסקיט ולמינציה גמישה (2025)^[66][67]

להעמקה (מחקר וניתוח נבחרים)

• ייצור גליל-לגליל ועלות: Nature Communications (2024) חוזה ~$0.7/W בקנה מידה גדול. ^[68]
• חידושים בלמינציה: דבקים PIB בלחץ נמוך (2024) ולמינציה בלחץ איזוסטטי (2024). ^[69]
• עדויות לסרטי מחסום: מחקר חום-לחות המקשר WVTR לשרידות (2025). ^[70]
• אבן דרך בטנדם גמיש: 29.88% מאושר (2025). ^[71]
• השקת תעשייה: תמונות מצב והתקדמות מודולים ב-2025. ^[72]

בשורה התחתונה

References

1. www.ft.com, 2. www.sciencedirect.com, 3. www.nature.com, 4. www.sciencedirect.com, 5. pubs.acs.org, 6. pubs.acs.org, 7. images.assettype.com, 8. link.aps.org, 9. en.ritsumei.ac.jp, 10. www.ft.com, 11. www.pv-tech.org, 12. techxplore.com, 13. www.theverge.com, 14. www.nature.com, 15. www.pv-magazine.com, 16. www.perovskite-info.com, 17. www.nrel.gov, 18. www.nature.com, 19. research-hub.nrel.gov, 20. www.nature.com, 21. images.assettype.com, 22. www.nature.com, 23. pubs.acs.org, 24. pubs.aip.org, 25. pubs.rsc.org, 26. en.ritsumei.ac.jp, 27. www.nature.com, 28. www.pv-magazine.com, 29. www.azocleantech.com, 30. www.nature.com, 31. techxplore.com, 32. www.sekisuichemical.com, 33. advanced.onlinelibrary.wiley.com, 34. automotive.messefrankfurt.com, 35. www.theverge.com, 36. pubs.aip.org, 37. pubs.acs.org, 38. www.nature.com, 39. onlinelibrary.wiley.com, 40. www.sciencedirect.com, 41. www.perovskite-info.com, 42. research-hub.nrel.gov, 43. www.nature.com, 44. en.ritsumei.ac.jp, 45. www.nature.com, 46. pubs.rsc.org, 47. www.perovskite-info.com, 48. www.pvtime.org, 49. www.theverge.com, 50. couleenergy.com, 51. en.ritsumei.ac.jp, 52. research-hub.nrel.gov, 53. www.azocleantech.com, 54. pubs.aip.org, 55. www.nature.com, 56. www.nrel.gov, 57. en.ritsumei.ac.jp, 58. techxplore.com, 59. www.pv-tech.org, 60. www.perovskite-info.com, 61. pubs.aip.org, 62. www.nature.com, 63. www.ft.com, 64. www.reuters.com, 65. www.theverge.com, 66. www.ft.com, 67. www.reuters.com, 68. www.nature.com, 69. www.nature.com, 70. en.ritsumei.ac.jp, 71. www.nature.com, 72. www.pv-magazine.com, 73. www.ft.com, 74. research-hub.nrel.gov, 75. www.perovskite-info.com