ガリウムヒ素太陽電池は、電子移動抵抗が低いため、シリコン代替太陽電池よりも効率が高く、トランジスタが 250 GHz 以上の周波数で機能することができます。耐熱性も高いため、シリコンよりも長時間使用できます。また、ガリウムヒ素電池は、直接バンドギャップ特性により、間接バンドギャップを持つシリコン電池よりも多くの太陽エネルギーを吸収できます。
- たとえば、米国空軍研究所では、宇宙探査のためにシリコン電池の代わりにガリウムヒ素太陽電池が使用されています。 Alta Devices は、その供給に関して 710 万米ドルの契約を締結しました。また、Singulus Technologies は、26% 以上の変換効率を実現する GaAs ベースのヘテロ接合太陽電池を大手 SILEX II メーカーに供給する契約も受け入れました。
GaAs 太陽電池の需要増大の主な要因は、ガリウムヒ素の高い効率と耐久性、そして太陽エネルギーの導入の増加です。前述したように、ガリウムヒ素の効率と耐久性が高いため、太陽電池は環境に優しく、長期的には経済的です。この素材は大量の放射線にも耐えることができるため、宇宙探査により適しています。太陽エネルギーの導入増加を構成するもう 1 つの推進力は、地球規模での炭素排出量の削減にさらに重点が置かれていることに起因しています。 GaAs は現在この分野で最も効率的な技術であるため、太陽光発電市場の成長は GaAs 市場の成長率を直接高めることになります。
GaAs を大規模に採用するには、多くの制約と困難も存在します。その例としては、製造プロセスの複雑さによる製造コストの高さ（最大のペースで 1 つのセルが 2 時間で製造されること）、一般的に見られるシリコンと比較したガリウムの希少性、ヒ素の毒性などが挙げられます。これは多くの環境上の懸念も引き起こします。
新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックは、世界レベルで物流とサプライチェーンに大きな混乱を引き起こしました。したがって、大規模な大陸間輸送を必要とするガリウムなどの希少材料の供給に悪影響が生じた。これにより太陽光発電プロジェクトも大幅に遅れ、製品需要の低下を引き起こした。プロジェクトの予算が削減されたことにより、企業はより高価なガリウムヒ素太陽電池ではなく、太陽光発電所にシリコンを採用するようになった。 GaAs セルの採用は、さらなる研究開発を必要とする最近の傾向です。企業は予算を削減し、財務上の問題を引き起こしたため、GaAs に関連する研究活動も妨げられました。
Kアイ インサイト
このレポートでは、次の重要な洞察がカバーされています。
- ガリウムヒ素太陽電池市場の最近の進歩
- 主要な業界動向
- ガリウムヒ素太陽電池市場の規制状況
- 主要な業界の動向（合併、買収、提携）
- 新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の市場への影響
セグメンテーション
タイプ別
|
アプリケーション別
|
地理別
|
- 単接合 GaAs 太陽電池
- 多接合ガリウムヒ素太陽電池
|
|
- 北米 (米国およびカナダ)
- ヨーロッパ（イギリス、ドイツ、フランス、イタリア、スペイン、ロシア、その他のヨーロッパ）
- アジア太平洋（日本、中国、インド、オーストラリア、東南アジア、その他のアジア太平洋）
- ラテンアメリカ (メキシコ、ブラジル、その他のラテンアメリカ)
- 中東とアフリカ（南アフリカ、GCC、その他の中東とアフリカ）
|
タイプ別の分析
タイプに基づいて、市場は単接合 GaAs 太陽電池と多接合ガリウムヒ素太陽電池に分類されます。多接合ガリウムヒ素太陽電池セグメントは、GaAs 太陽電池市場を支配しています。理論効率に関しては、多接合太陽電池は従来の単接合太陽電池を大幅に上回る可能性があります。米国エネルギー省によると、3 接合多接合太陽電池の理論効率は 45% 以上であるのに対し、単接合太陽電池の最高効率は約 33.5% です。交差点を追加すると、効率が 70% 以上向上します。比較すると、入手可能な最も効率的なソーラー パネルの効率は約 22% です。
シングルセル GaAs 太陽電池は通常、半導体としてシリコンを使用して製造されますが、マルチリチウム太陽電池は通常、インジウム ガリウム ヒ素 (InGaAs)、ガリウム インジウム リン化物 (GaInP)、およびゲルマニウム (Ge) の 3 つの異なる半導体を使用します。多接合太陽電池は、ソーラー パネルの効率向上に役立つ、魅力的で有望な技術です。
アプリケーション別の分析
市場はアプリケーションに基づいて、宇宙と衛星、集中型太陽光発電、軍事と防衛に分類されます。 GaAsセルは、ゲルマニウム基板上に積層されて1980年から宇宙産業で使用されており、放射線に対する高い耐性により現在でも使用され続けています。これは HS601 HP 衛星で顕著に使用されています。世界中の政府は、飛行時間を延長するために、無人航空機に GaAs セルを充電しようとしています。集中PV変換率が高く、バッテリー面積が小さく、消耗品が少ないという利点があります。ガリウムヒ素 (GaAs) 太陽電池は、高出力の集中型 P.V. を代表します。細胞。セルの効率と耐久性が高いため、無人航空機、海軍艦艇、軍用車両などの軍事用途に最適です。
地域分析
ガリウムヒ素太陽電池市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカにわたって調査されています。中国は地球上でガリウムの大部分を保有する主要国です。戦略国際問題研究所（CSIS）によると、ファーウェイは2000件の特許を申請しており、主要サプライヤーの1つとしてGaAs市場で大きなシェアを占めている。米国などの国々は、ガリウムヒ素を自国で生産していないにもかかわらず、ドイツ、カザフスタン、ウクライナなどの他国から需要した量を輸入しています。日本のような国は、ボーキサイトやその他の鉱石を処理することによってガリウムをリサイクルおよび精製しています。自動車大手のアウディAGと薄膜太陽光発電メーカーのハナジーは、同社の米国子会社アルタ・デバイスを通じて、電気自動車に統合されたフレキシブルな薄膜ガリウムヒ素（GaAs）ベースの太陽光発電システムを開発し搭載する覚書に署名した。計画されている電気自動車の製品範囲。
主なプレーヤーを取り上げます
このレポートには、Semiconductor Wafer Inc.、Freiberger Compound Materials GmbH、Xiamen Powerway Advanced Materials Co., Ltd、住友電気工業株式会社、Wafer Technology Ltd、MTI Corporation、Asur Space Solar などの主要企業のプロフィールが含まれます。パワー社。
主要な産業の発展
- 2022 年 6 月に、ガリウムヒ素などの III-V 族半導体材料を使用して、39.5% という記録的な効率を達成する三重接合太陽電池が米国エネルギー省で開発されました。
- 2021 年 11 月、ノルウェー科学技術大学は、ガリウムヒ素基板と従来のシリコン太陽電池の上にナノワイヤを配置することにより、超高材料効率の太陽電池を開発しました。
- 2021 年 10 月、ケンブリッジ大学の科学者のグループは、9.08% ～ 16% の効率を備えた厚さ 80 ナノメートルの超薄型 gaAs セルを作成しました。これにより、小型ドローン、衛星、さらには家電製品に電力を供給することができます。
- 2021 年 4 月、AXT Inc. は、シリコン ドープ基板を使用した最初の 8 インチ ガリウムヒ素ウエハーを主要顧客に供給しました。これにより、最大の吸収を実現するためにより大きな表面積でもエッチピット密度が低くなります。
