איך פסיבציית קרבוקסילט עופרת סייעה למודולי פרובסקיט להגיע ליעילות של 22%

הצוות מאוניברסיטת נאנג'ינג, בהובלת שיאו קה והיירן טאן ובשיתוף חברת Renshine Solar, דיווח על התקדמות משמעותית בהגדלת הייצור של תאים סולאריים מפרובסקיט. במאמר שפורסם באופן מקוון בכתב העת Nature ב-12 באוגוסט 2026, הציגו החוקרים מודול חד־צומתי בשטח של 0.72 מ״ר, עם יעילות מוסמכת של 22.0% על פני השטח המלא ו-הספק חשמלי יציב של 158.4 ואט. 101415

החשיבות של התוצאה אינה מסתכמת במספר היעילות. בתחום הפרובסקיט קיים פער בין תאים קטנים בעלי ביצועים גבוהים במעבדה לבין מודולים גדולים שאפשר לייצר, למדוד ולהעביר בדיקות אמינות פורמליות. עם זאת, המידע הזמין תומך בבירור בעיקר בתוצאות המודולים עצמם, ופחות בכמה מההשוואות הרחבות יותר לגבי ביצועים בשטח והיסטוריית שיאים.

מה כלל תהליך הייצור?

החוקרים השתמשו בתמיסת קדם־חומר המבוססת על מערכת של שלושה ממסים:

• 2-מתוקסיאתנול
• 1,3-דיוקסולאן
• דימתיל סולפוקסיד (DMSO)

מערכת הממסים שולבה בתהליך התגבשות בסיוע ואקום, שבאמצעותו נוצרה שכבת הפרובסקיט. לפי הדיווח של אוניברסיטת נאנג'ינג, התהליך יצר באופן ספונטני על פני הסרט שכבה עשירה ביודיד פורמידיניום (FAI), שתוארה כשכבת בסיס מגינה. לאחר מכן יושמו קרבוקסילטים של עופרת כחומר פסיבציה על פני השטח. 1

זהו לב הגישה של הצוות: מערכת הממסים ותהליך ההתגבשות מכינים את פני הסרט, ואילו הטיפול בקרבוקסילט עופרת נועד להפחית פגמים ולשפר את הממשק בין שכבת הפרובסקיט לבין שכבות העברת המטען הסמוכות. בדיווחים על המחקר מוזכר גם דיאולאט עופרת, בנוסחה Pb(OA)₂, בין חומרי הפסיבציה ששימשו במודולים. 56

התוצאות במספרים

הצוות דיווח על שני הישגים מרכזיים, שנמדדו בשטחי מודול שונים:

• יעילות מוסמכת של 24.0% במודול עם שטח צמצם של 810 ס״מ². 14
• יעילות מוסמכת של 22.0% על פני השטח המלא במודול בגודל 0.72 מ״ר, במידות 1.2 מטר על 0.6 מטר. 1014

המודול הגדול יותר הפיק גם 158.4 ואט של הספק חשמלי יציב בתנאי בדיקה סטנדרטיים. 514

חשוב להבחין בין שני סוגי השטח: נתון ה-24.0% מתייחס לשטח הצמצם של המודול הקטן יותר, ואילו נתון ה-22.0% מתייחס לשטח הכולל של המודול הגדול. לכן אי אפשר להתייחס לשני המספרים כאילו נמדדו באותה הגדרה בדיוק.

למה פסיבציה חשובה במיוחד במודולים גדולים?

בסרטי פרובסקיט קיימים פגמים וממשקים רגישים מבחינה כימית, שעלולים לגרום לרקומבינציה של נושאי מטען ולירידה בביצועים. קל יחסית ליישם חומר פסיבציה באופן אחיד על התקן קטן; קשה הרבה יותר להשיג כיסוי עקבי על יריעה ששטחה מתקרב למטר רבוע.

הדיווחים הזמינים מתארים את הטיפול בקרבוקסילטים של עופרת כשונה מבחינה כימית מפסיבציה קונבנציונלית המבוססת על אמוניום. לפי אותם דיווחים, הקרבוקסילטים אינם רק יוצרים ציפוי שטחי, אלא מגיבים עם פני הפרובסקיט ויוצרים קשרים כימיים. עוד נטען כי הגישה שיפרה את התאמת רמות האנרגיה בממשק, את מעבר המטען ואת אחידות הטיפול במודולים בעלי שטח גדול. 15

הטענות הללו מספקות הסבר אפשרי ליכולת ההגדלה של השיטה, אך קטעי המקורות שסופקו אינם כוללים השוואה כמותית מלאה מול חומרי פסיבציה המבוססים על הלידי אמוניום. כמו כן, אין בהם סדרה מלאה של נתוני התדרדרות שנמדדו בנפרד בתנאי לחות, חום, הארה רציפה ומחזורי חום. לכן הראיה החזקה ביותר היא הביצועים שהודגמו במודול והעמידה בבדיקות אמינות — לא טענה מוכחת לעליונות בכל תנאי העקה.

עמידות ובדיקות אמינות

לפי הדיווחים, המודולים עברו את מלוא סדרות בדיקות האמינות של IEC 61215 ו-IEC 61730. תקנים אלה כוללים דרישות מקובלות לאמינות ולבטיחות של מודולים פוטו־וולטאיים, ולכן המעבר שלהם מרחיב את משמעות התוצאה מעבר למדידת יעילות חד־פעמית. 19

בדיווח אחד נמסר כי המודולים שמרו על 96% מהיעילות הראשונית לאחר 2,200 שעות של מעקב אחר נקודת ההספק המרבית. 4 זהו מדד שימושי לעמידות, אך המידע שסופק אינו מפרט די תנאי בדיקה כדי לשחזר את כל הניסוי או להשוות את התוצאה ישירות למודול סיליקון קונבנציונלי שנבדק בתנאים זהים.

מה אפשר להסיק מהביצועים בשטח?

כמה מהדיווחים על המחקר טוענים כי הדגמות קרקעיות גדולות הפיקו יותר חשמל לכל יחידת הספק מותקן לעומת מודולי סיליקון גבישיים שהותקנו באותו אתר. 111415

עם זאת, הראיות הזמינות כאן אינן מאמתות את ההשוואה המפורטת לחודשים מרץ–מאי 2026, שכללה לפי הטענה מתקן פרובסקיט של 1 מגה־ואט מול מתקן סיליקון של 3.5 מגה־ואט. כמו כן, לא נמסרו נתוני הייצור החודשיים לכל יחידת הספק, ולא הוכח באופן כמותי כיצד היתרון השתנה בהתאם לטמפרטורה ולעוצמת האור.

המסקנה הזהירה יותר היא שהמקורות שסופקו מדווחים על ראיות לביצועים עדיפים של מודולי הפרובסקיט בייצור לכל יחידת הספק מותקן, אך אינם מספקים מספיק נתוני בסיס כדי לאמת את ההשוואה החודשית המלאה או את הקשר הכמותי שלה לתנאי מזג האוויר.

איפה זה ממוקם בציר הזמן של המחקר?

המאמר ב-Nature הוא בראש ובראשונה הישג של הגדלת שטח המודול ושל שילוב תהליך הייצור. אין להשוות אותו באופן ישיר לכל תוצאה שנמדדה בתאים קטנים יותר, בתאים טנדמיים או לפי הגדרות שונות של שטח מודול.

הראיות שסופקו אינן מאמתות את ההשוואה לתוצאה מוקדמת יותר של הצוות, שבה דווחה יעילות של 17.2% במאמר ב-Science. הן גם אינן מבססות את הטענה בדבר שיא מוסמך של 28.04% לתא טנדם מפרובסקיט ומחומר אורגני, שיוחס לאקדמיה הסינית למדעים. לכן יש להתייחס לטענות הללו כאל בלתי מאומתות במסגרת המידע הנוכחי, ולא לשלב אותן בקביעה על חשיבות התוצאה הנוכחית.

השורה התחתונה

ההתקדמות שהודגמה ברורה: אוניברסיטת נאנג'ינג ו-Renshine Solar שילבו מערכת ממסים של 2-מתוקסיאתנול, 1,3-דיוקסולאן ו-DMSO, התגבשות בסיוע ואקום ופסיבציה באמצעות קרבוקסילטים של עופרת — וכך ייצרו מודול פרובסקיט בשטח של 0.72 מ״ר, עם יעילות מוסמכת של 22.0% על פני השטח המלא והספק יציב של 158.4 ואט. מודול קטן יותר הגיע ל-24.0% יעילות מוסמכת, והמודולים, לפי הדיווחים, עברו את בדיקות IEC 61215 ו-IEC 61730. 14514

מדובר בתוצאה בולטת בתחום מודולי הפרובסקיט בגודל מטר, ובצעד נוסף בדרך ממעבדה לייצור בקנה מידה תעשייתי. עם זאת, הטענות הרחבות יותר לגבי התדרדרות יחסית, תפוקת חשמל בשטח, השפעת הטמפרטורה ועוצמת ההארה, שיאים קודמים ותאי טנדם דורשות את המאמר המלא או נתונים ראשוניים נוספים לפני שאפשר לקבוע אותן באותה רמת ביטחון.