La taille du marché des cellules solaires de l'arséniure de gallium (GAAS), la part et l'analyse de l'industrie par type (cellules solaires GaAs à jonction unique et les cellules solaires multidjonction de l'arséniure de gallium), par application (espace et satellite, photovoltaïque concentré et militaire et défense) et prévisions régionales , 2024-2032

La cellule solaire de l'arséniure de gallium offre plus d'efficacité que ses alternatives en silicium car elle a une résistance à la mobilité électronique plus faible, permettant aux transistors de fonctionner à 250 GHz + des fréquences. Sa haute résistance à la chaleur lui permet également de fonctionner pendant des heures plus longues que le silicium. La propriété directe de bande interdite permet également aux cellules d'arséniure de gallium d'absorber plus d'énergie solaire que les cellules de silicium qui ont une bande interdite indirecte.

• Par exemple, des cellules solaires à l’arséniure de gallium ont été utilisées à la place des cellules au silicium dans le laboratoire de recherche de l’US Air Force pour l’exploration spatiale. Alta Devices a remporté un contrat de 7,1 millions de dollars pour sa fourniture. Singulus Technologies a également accepté un contrat pour fournir ses cellules solaires à hétérojonction à base de GaAs au principal fabricant SILEX II pour un rendement de conversion de plus de 26 %.

Les principaux moteurs de la demande croissante des cellules solaires GaAs sont une grande efficacité et durabilité de l'arséniure de gallium et l'adoption accrue de l'énergie solaire. Comme mentionné ci-dessus, l'efficacité et la durabilité de l'arséniure de gallium rendent les cellules solaires respectueuses et économiques à long terme. Le matériau peut également résister à des quantités élevées de rayonnement, ce qui le rend plus adapté aux explorations spatiales. L'autre conducteur, constituant l'adoption accrue de l'énergie solaire, découle davantage de l'accent sur la réduction des émissions de carbone à l'échelle mondiale. Étant donné que le GAAS est actuellement la technologie la plus efficace de ce secteur, la croissance du marché solaire augmentera directement le taux de croissance du marché GAAS.

Il existe également de nombreuses contraintes et difficultés liées à l’adoption du GaAs à grande échelle. Quelques-uns d'entre eux sont les coûts de fabrication élevés, dus à la complexité du processus de production, qui nécessite la fabrication d'une cellule en 2 heures au rythme maximum, la rareté du gallium par rapport au silicium couramment trouvé et la toxicité de l'arsenic. ce qui soulève également de nombreuses préoccupations environnementales.

La pandémie Covid-19 a provoqué des perturbations majeures dans la logistique et la chaîne d'approvisionnement au niveau mondial. Par conséquent, l'approvisionnement en matériaux rares tels que le gallium qui nécessite des expéditions intercontinentales étendues, a été affectée négativement. Cela a également entraîné des retards majeurs dans les projets solaires, ce qui a provoqué une baisse de la demande de produits. Le budget réduit des projets a également amené les entreprises à adopter le silicium pour les centrales solaires au lieu des cellules solaires de l'arséniure de gallium, qui sont plus coûteuses. L'adoption des cellules GAAS est une tendance récente nécessitant davantage de recherches et de développement. Les entreprises ont réduit les budgets et causé des problèmes financiers, ce qui a également gêné les activités de recherche associées au GAAS.

K Idées ey

Le rapport couvre les idées clés suivantes:

• Avancées récentes sur le marché des cellules solaires à l’arséniure de gallium


• Principales tendances du secteur


• Paysage réglementaire pour le marché des cellules solaires de l'arséniure de gallium


• Développements clés de l'industrie (fusions, acquisitions et partenariats)


• Impact de Covid-19 sur le marché

SEGMENTATION

ANALYSE PAR TYPE

Sur la base du type, le marché est segmenté en GaAs à jonction unique et en cellules solaires à arséniure de gallium multiconctionnelles. Le segment des cellules solaires de l'arséniure de gallium multi-jonction domine le marché des cellules solaires GAAS. En ce qui concerne l'efficacité théorique, les cellules solaires multi-jonction peuvent surpasser considérablement les cellules solaires traditionnelles à jonction unique. Selon le Département américain de l'Énergie, les cellules solaires multi-jonction à trois jonction ont une efficacité théorique de plus de 45%, tandis que les cellules à jonction unique s'élèvent à environ 33,5%. L'ajout de plus d'intersections peut améliorer l'efficacité de plus de 70%. En comparaison, les panneaux solaires les plus efficaces disponibles sont efficaces à environ 22%.

Les cellules solaires GaAs unicellulaires sont généralement fabriquées à l'aide de silicium comme semi-conducteur, tandis que les cellules solaires multilihium utilisent généralement trois semi-conducteurs distincts: l'arséniure de gallium d'indium (ingaas), le phosphure d'indium gallium (GAIN) et le germanium (GE). Les cellules solaires multi-jonction sont une technologie passionnante et prometteuse qui peut aider à augmenter l'efficacité des panneaux solaires.

Analyse par application

En fonction des applications, le marché est segmenté en espace et satellite, photovoltaïque concentré, ainsi que militaire et défense. Les cellules GaAs sont utilisées dans l'industrie spatiale depuis 1980, superposées sur un substrat en germanium, et continuent à être utilisées encore aujourd'hui en raison de leur haute résistance aux radiations. Il a été largement utilisé dans le satellite HS601 HP. Les gouvernements du monde entier tentent de charger les véhicules aériens sans pilote avec des cellules GaAs pour augmenter la durée de leur vol. P.V. concentré présente les avantages d'un taux de conversion élevé, d'une petite surface de batterie et de moins de consommables. Les cellules solaires à l'arséniure de gallium (GaAs) représentent une énergie photovoltaïque concentrée de haute puissance. cellules. Le rendement élevé et la durabilité des cellules les rendent idéales pour les applications militaires telles que les véhicules aériens sans pilote, les navires de guerre et les véhicules militaires.

ANALYSE RÉGIONALE

Le marché des cellules solaires à l’arséniure de gallium a été étudié en Amérique du Nord, en Europe, en Asie-Pacifique, en Amérique latine, au Moyen-Orient et en Afrique. La Chine est le principal pays possédant la majorité du gallium sur terre. Selon le Centre d'études stratégiques et internationales (CSIS), Huawei a déposé 2 000 brevets et détient une part importante du marché du GaAs en tant que l'un des principaux fournisseurs. Des pays comme les États-Unis, bien qu’ils ne produisent pas eux-mêmes d’arséniure de gallium, importent les quantités demandées d’autres pays comme l’Allemagne, le Kazakhstan et l’Ukraine. Des pays comme le Japon recyclent et raffinent le gallium en traitant la bauxite et d'autres minerais. Le géant automobile Audi AG et le fabricant d'énergie solaire à couches minces Hanergy, par l'intermédiaire de sa filiale américaine Alta Devices, ont signé un protocole d'accord pour développer et équiper leurs véhicules électriques d'un système solaire flexible à base d'arséniure de gallium (GaAs) intégré au gamme de produits de véhicules électriques prévus.

ACTEURS CLÉS COUVERTS

Le rapport comprendra les profils d'acteurs clés tels que Semiconductor Wafer Inc., Freiberger Compound Materials GmbH, Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd, Sumitomo Electric Industries, Ltd, Wafer Technology Ltd, MTI Corporation et Asur Space Solar Power GMBH.

DÉVELOPPEMENTS CLÉS DE L’INDUSTRIE

• En juin 2022, une cellule solaire à triple jonction a été développée au Département américain de l'Énergie, avec une efficacité record de 39,5% en utilisant des matériaux semi-conducteurs III-V tels que l'arséniure de gallium.


• En novembre 2021, l'Université norvégienne des sciences et technologies a développé des cellules solaires à très haute efficacité matérielle en plaçant des nanofils sur un substrat en arséniure de gallium et une cellule solaire traditionnelle en silicium.


• En octobre 2021, un groupe de scientifiques de l’Université de Cambridge a créé une cellule gaAs ultra-mince de 80 nanomètres d’épaisseur avec une efficacité de 9,08 % à 16 %. Cela peut alimenter de petits drones, des satellites et même des appareils électroniques grand public.


• En avril 2021, AXT Inc. a fourni à ses principaux clients ses premières tranches d'arséniure de gallium de 8 pouces avec des substrats dopés au silicium, offrant de faibles densités de piqûres de gravure même avec une plus grande surface pour des absorptions maximales.