Tamaño del mercado de células solares de arseniuro de galio (GaAs), participación y análisis de la industria por tipo (células solares de GaAs de unión única y células solares de arseniuro de galio multiunión), por aplicación (espacial y satelital, fotovoltaica concentrada y militar y de defensa) y pronóstico regional , 2024-2032

La célula solar de arseniuro de galio proporciona más eficiencia que sus alternativas de silicio, ya que tiene una menor resistencia a la movilidad de los electrones, lo que permite que los transistores funcionen a frecuencias de más de 250 GHz. Su alta resistencia al calor también le permite trabajar durante más horas que el silicio. La propiedad de banda prohibida directa también permite que las células de arseniuro de galio absorban más energía solar que las células de silicio que tienen una banda prohibida indirecta.

• Por ejemplo, se han utilizado células solares de arseniuro de galio en lugar de células de silicio en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de Estados Unidos para la exploración espacial. Alta Devices ha recibido un contrato de 7,1 millones de dólares para su suministro. Singulus Technologies también aceptó un contrato para suministrar sus células solares de heterounión basadas en GaAs al fabricante líder SILEX II con una eficiencia de conversión superior al 26 %.

Los principales impulsores de la creciente demanda de células solares de GaAs son la alta eficiencia y durabilidad del arseniuro de galio y la mayor adopción de energía solar. Como se mencionó anteriormente, la alta eficiencia y durabilidad del arseniuro de galio hacen que las células solares sean ecológicas y económicas a largo plazo. El material también puede resistir altas cantidades de radiación, lo que lo hace más adecuado para exploraciones espaciales. El otro impulsor, que constituye la mayor adopción de la energía solar, surge de un mayor enfoque en la reducción de las emisiones de carbono a escala global. Dado que GaAs es actualmente la tecnología más eficiente en este sector, el crecimiento en el mercado solar aumentará directamente la tasa de crecimiento del mercado de GaAs.

También existen muchas restricciones y dificultades en la adopción de GaAs a gran escala. Algunos de ellos son los altos costos de fabricación, que se deben a la complejidad del proceso de producción, que hace que una celda se fabrique en 2 horas a un ritmo máximo, la rareza del galio en comparación con el silicio comúnmente encontrado y la toxicidad del arsénico. lo que también plantea muchas preocupaciones medioambientales.

La pandemia de COVID-19 provocó importantes perturbaciones en la logística y la cadena de suministro a nivel mundial. Por lo tanto, el suministro de materiales raros como el galio, que requiere grandes envíos intercontinentales, se vio afectado negativamente. Esto también provocó importantes retrasos en los proyectos solares, lo que provocó una caída en la demanda del producto. El reducido presupuesto de los proyectos también hizo que las empresas adoptaran silicio para las centrales solares en lugar de células solares de arseniuro de galio, que son más caras. La adopción de células de GaAs es una tendencia reciente que requiere más investigación y desarrollo. Las empresas recortaron presupuestos y provocaron problemas financieros, que también obstaculizaron las actividades de investigación asociadas con GaAs.

k PERSPECTIVAS EY

El informe cubre las siguientes ideas clave:

• Avances recientes en el mercado de células solares de arseniuro de galio


• Tendencias clave de la industria


• Panorama regulatorio para el mercado de células solares de arseniuro de galio


• Desarrollos clave de la industria (fusiones, adquisiciones y asociaciones)


• Impacto del COVID-19 en el Mercado

SEGMENTACIÓN

ANÁLISIS POR TIPO

Según el tipo, el mercado se segmenta en células solares de GaAs de unión única y de arseniuro de galio de unión múltiple. El segmento de células solares de arseniuro de galio de uniones múltiples domina el mercado de células solares de GaAs. En cuanto a la eficiencia teórica, las células solares de unión múltiple pueden superar significativamente a las células solares tradicionales de unión simple. Según el Departamento de Energía de EE. UU., las células solares de tres uniones y múltiples uniones tienen una eficiencia teórica de más del 45%, mientras que las células de unión simple alcanzan un máximo de alrededor del 33,5%. Agregar más intersecciones puede mejorar la eficiencia en más del 70%. En comparación, los paneles solares más eficientes disponibles tienen aproximadamente un 22% de eficiencia.

Las células solares de GaAs de una sola celda generalmente se fabrican utilizando silicio como semiconductor, mientras que las células solares multilitio generalmente usan tres semiconductores distintos: arseniuro de indio y galio (InGaAs), fosfuro de galio e indio (GaInP) y germanio (Ge). Las células solares de uniones múltiples son una tecnología interesante y prometedora que puede ayudar a aumentar la eficiencia de los paneles solares.

ANÁLISIS POR APLICACIÓN

Según la aplicación, el mercado se segmenta en espacio y satélite, energía fotovoltaica concentrada y militar y defensa. Las células de GaAs se utilizan en la industria espacial desde 1980, superpuestas sobre sustrato de germanio, y se siguen utilizando incluso hoy en día debido a su alta resistencia a la radiación. Se ha utilizado de forma destacada en el satélite HS601 HP. Los gobiernos de todo el mundo están intentando cargar vehículos aéreos no tripulados con células de GaAs para aumentar la duración de su vuelo. Concentrado P.V. Tiene las ventajas de una alta tasa de conversión, un área de batería pequeña y menos consumibles. Las células solares de arseniuro de galio (GaAs) representan energía fotovoltaica concentrada de alta potencia. células. La alta eficiencia y durabilidad de las células las hacen ideales para aplicaciones militares como vehículos aéreos no tripulados, buques de guerra y vehículos militares.

ANÁLISIS REGIONAL

El mercado de células solares de arseniuro de galio se ha estudiado en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Oriente Medio y África. China es el país con mayor cantidad de galio en la Tierra. Según el Centro de Estudios Estratégicos e Internacionales (CSIS), Huawei ha presentado 2.000 patentes y tiene una participación importante en el mercado de GaAs como uno de los principales proveedores. Países como Estados Unidos, aunque no producen ellos mismos arseniuro de galio, importan las cantidades demandadas de otros países como Alemania, Kazajstán y Ucrania. Países como Japón reciclan y refinan el galio tratando la bauxita y otros minerales. El gigante automovilístico Audi AG y el fabricante de energía solar de película delgada Hanergy, a través de su filial estadounidense Alta Devices, han firmado un memorando de entendimiento para desarrollar y equipar sus vehículos eléctricos con un sistema solar flexible de película delgada basado en arseniuro de galio (GaAs) integrado en el gama de productos de vehículos eléctricos planificados.

JUGADORES CLAVE CUBIERTOS

El informe incluirá los perfiles de actores clave como Semiconductor Wafer Inc., Freiberger Compound Materials GmbH, Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd, Sumitomo Electric Industries, Ltd, Wafer Technology Ltd, MTI Corporation y Asur Space Solar Power GmbH.

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA

• En junio de 2022, se desarrolló una célula solar de triple unión en el Departamento de Energía de EE. UU., con una eficiencia récord del 39,5% utilizando materiales semiconductores III-V como el arseniuro de galio.


• En noviembre de 2021, la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología desarrolló células solares con una eficiencia de materiales ultraalta colocando nanocables sobre un sustrato de arseniuro de galio y una célula solar de silicio tradicional.


• En octubre de 2021, un grupo de científicos de la Universidad de Cambridge creó una celda de gaAs ultrafina de 80 nanómetros de espesor con una eficiencia del 9,08% al 16%. Esto puede alimentar pequeños drones, satélites e incluso productos electrónicos de consumo.


• En abril de 2021, AXT Inc. suministró sus primeras obleas de arseniuro de galio de 8 pulgadas a sus principales clientes con sustratos dopados con silicio, lo que brinda bajas densidades de picaduras incluso con una superficie mayor para máximas absorciones.