Tamanho do mercado de células solares de arseneto de gálio (GaAs), participação e análise da indústria por tipo (células solares GaAs de junção única e células solares de arseneto de gálio multijunção), por aplicação (espaço e satélite, fotovoltaica concentrada e militar e defesa) e previsão regional , 2024-2032

A célula solar de arsenieto de gálio oferece mais eficiência do que suas alternativas de silício, pois possui menor resistência à mobilidade de elétrons, permitindo que os transistores funcionem em frequências de 250 GHz+. Sua alta resistência ao calor também permite que funcione por mais horas que o silício. A propriedade de band gap direto também permite que as células de arsenieto de gálio absorvam mais energia solar do que as células de silício que possuem um band gap indireto.

• Por exemplo, células solares de arsenieto de gálio foram usadas em vez de células de silício no Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos EUA para exploração espacial. A Alta Devices recebeu um contrato de US$ 7,1 milhões para seu fornecimento. A Singulus Technologies também aceitou um contrato para fornecer suas células solares de heterojunção baseadas em GaAs ao fabricante líder SILEX II para obter mais de 26% de eficiência de conversão.

Os principais impulsionadores da crescente demanda por células solares de GaAs são a alta eficiência e durabilidade do arsenieto de gálio e a maior adoção da energia solar. Como mencionado acima, a alta eficiência e durabilidade do arsenieto de gálio tornam as células solares ecologicamente corretas e econômicas no longo prazo. O material também pode suportar grandes quantidades de radiação, tornando-o mais adequado para explorações espaciais. O outro factor, que constitui a maior adopção da energia solar, decorre de um maior foco na redução das emissões de carbono à escala global. Como o GaAs é atualmente a tecnologia mais eficiente neste setor, o crescimento do mercado solar aumentará diretamente a taxa de crescimento do mercado de GaAs.

Existem também muitas restrições e dificuldades na adoção de GaAs em larga escala. Alguns deles são os altos custos de fabricação, que se devem à complexidade do processo de produção, fazendo com que uma célula seja fabricada em 2 horas em ritmo máximo, a raridade do gálio em comparação ao silício comumente encontrado e a toxicidade do arsênico o que também levanta muitas preocupações ambientais.

A pandemia da COVID-19 causou grandes perturbações na logística e na cadeia de abastecimento a nível global. Portanto, o fornecimento de materiais raros, como o gálio, que requerem extensas remessas intercontinentais, foi negativamente afectado. Isso também causou grandes atrasos nos projetos solares, o que provocou uma queda na demanda do produto. O orçamento reduzido dos projetos também fez com que as empresas adotassem silício para usinas solares em vez de células solares de arsenieto de gálio, que são mais caras. A adoção de células GaAs é uma tendência recente que requer mais pesquisa e desenvolvimento. As empresas cortaram orçamentos e causaram problemas financeiros, o que também prejudicou as atividades de investigação associadas aos GaAs.

K EY INSIGHTS

O relatório cobre os seguintes insights principais:

• Avanços recentes no mercado de células solares de arsenieto de gálio


• Principais tendências do setor


• Cenário regulatório para o mercado de células solares de arsenieto de gálio


• Principais desenvolvimentos da indústria (fusões, aquisições e parcerias)


• Impacto do COVID-19 no mercado

SEGMENTAÇÃO

ANÁLISE POR TIPO

Com base no tipo, o mercado é segmentado em GaAs de junção única e células solares de arsenieto de gálio multijunção. O segmento de células solares de arseneto de gálio multijunção domina o mercado de células solares GaAs. Em relação à eficiência teórica, as células solares de junção múltipla podem superar significativamente o desempenho das células solares tradicionais de junção única. De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, as células solares multijunções de três junções têm uma eficiência teórica de mais de 45%, enquanto as células de junção única atingem cerca de 33,5%. Adicionar mais cruzamentos pode melhorar a eficiência em mais de 70%. Em comparação, os painéis solares mais eficientes disponíveis têm cerca de 22% de eficiência.

As células solares GaAs de célula única são normalmente feitas usando silício como semicondutor, enquanto as células solares multilítio normalmente usam três semicondutores distintos: arsenieto de índio e gálio (InGaAs), fosfeto de gálio e índio (GaInP) e germânio (Ge). As células solares multijunções são uma tecnologia interessante e promissora que pode ajudar a aumentar a eficiência dos painéis solares.

ANÁLISE POR APLICAÇÃO

Com base na aplicação, o mercado é segmentado em espaço e satélite, energia fotovoltaica concentrada e militar e defesa. As células GaAs têm sido utilizadas na indústria espacial desde 1980, colocadas em camadas sobre substrato de germânio, e continuam a ser utilizadas até hoje devido à sua alta resistência à radiação. Ele tem sido usado com destaque no satélite HS601 HP. Governos de todo o mundo estão a tentar carregar veículos aéreos não tripulados com células GaAs para aumentar a duração do seu voo. Concentrado P.V. tem as vantagens de uma alta taxa de conversão, uma pequena área de bateria e menos consumíveis. As células solares de arsenieto de gálio (GaAs) representam sistemas fotovoltaicos concentrados de alta potência. células. A alta eficiência e durabilidade das células as tornam ideais para aplicações militares, como veículos aéreos não tripulados, navios de guerra e veículos militares.

ANÁLISE REGIONAL

O mercado de células solares de arsenieto de gálio tem sido estudado na América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico, América Latina e Oriente Médio e África. A China é o principal país com maior quantidade de gálio na Terra. De acordo com o Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais (CSIS), a Huawei registrou 2.000 patentes e tem uma participação importante no mercado de GaAs como um dos principais fornecedores. Países como os EUA, embora não produzam arsenieto de gálio, importam as quantidades procuradas de outros países como a Alemanha, o Cazaquistão e a Ucrânia. Países como o Japão reciclam e refinam o gálio tratando bauxita e outros minérios. A gigante automotiva Audi AG e o fabricante de energia solar de película fina Hanergy, por meio de sua subsidiária norte-americana Alta Devices, assinaram um memorando de entendimento para desenvolver e equipar seus veículos elétricos com um sistema solar flexível baseado em arsenieto de gálio (GaAs) de película fina integrado ao gama de produtos de veículos elétricos planejados.

PRINCIPAIS JOGADORES COBERTOS

O relatório incluirá os perfis dos principais participantes, como Semiconductor Wafer Inc., Freiberger Compound Materials GmbH, Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd, Sumitomo Electric Industries, Ltd, Wafer Technology Ltd, MTI Corporation e Asur Space Solar Power GmbH.

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA

• Em junho de 2022, uma célula solar de junção tripla foi desenvolvida no Departamento de Energia dos EUA, com uma eficiência recorde de 39,5% usando materiais semicondutores III-V, como o arsenieto de gálio.


• Em novembro de 2021, a Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia desenvolveu células solares de altíssima eficiência em termos de materiais, colocando nanofios sobre um substrato de arsenieto de gálio e uma célula solar de silício tradicional.


• Em outubro de 2021, um grupo de cientistas da Universidade de Cambridge criou uma célula gaAs ultrafina de 80 nanômetros de espessura com eficiência de 9,08% a 16%. Isso pode alimentar pequenos drones, satélites e até mesmo eletrônicos de consumo.


• Em abril de 2021, a AXT Inc. forneceu seus primeiros wafers de arseneto de gálio de 8 polegadas para seus principais clientes com substratos dopados com silício, proporcionando baixas densidades de corrosão, mesmo com uma área de superfície maior para absorções máximas.