حجم سوق الخلايا الشمسية (GAAs) من غاليوم (GAAS) ، حصة ، وتحليل الصناعة حسب النوع (الخلايا الشمسية الواحدة GaAs والخلايا الشمسية غاليوم متعددة الأجزاء) ، عن طريق التطبيق (الفضاء والأقمار الصناعية ، الألواح الكهروضوئية المركزة ، والجيش والدفاع) ، والتوقعات الإقليمية ، 2025-2032

رؤى السوق الرئيسية

توفر الخلية الشمسية من غاليوم أرسينيد كفاءة أكبر من بدائل السيليكون لأنها لديها مقاومة أقل للتنقل الإلكترون ، مما يسمح للترانزستورات بالعمل بترددات 250 جيجا هرتز+. كما تتيح مقاومتها العالية للحرارة العمل لساعات أطول من السيليكون. تتيح خاصية فجوة النطاق المباشر أيضًا خلايا أرسينيد الغاليوم بامتصاص الطاقة الشمسية أكثر من خلايا السيليكون التي لها فجوة في نطاق غير مباشر.

• على سبيل المثال ، تم استخدام الخلايا الشمسية من غاليوم أرسينيد بدلاً من خلايا السيليكون في مختبر أبحاث سلاح الجو الأمريكي لاستكشاف الفضاء. أعطيت أجهزة Alta عقدًا بقيمة 7.1 مليون دولار أمريكي لإمدادها. قبلت Singulus Technologies أيضًا عقدًا لتزويد الخلايا الشمسية غير المتجانسة المستندة إلى GAAS إلى الشركة المصنعة Silex II الرائدة لأكثر من 26 ٪ من كفاءة التحويل.

المحركات الرئيسية للطلب المتزايد في خلايا GAAs للطاقة الشمسية هي كفاءة ومتانة Gallium Arsenide العالية وزيادة اعتماد الطاقة الشمسية. كما ذكر أعلاه ، فإن الكفاءة العالية والمتانة في Gallium Arsenide تجعل الخلايا الشمسية صديقة للبيئة واقتصادية على المدى الطويل. يمكن للمواد أيضًا تحمل كميات كبيرة من الإشعاع ، مما يجعلها أكثر ملاءمة لاستكشاف الفضاء. ينبع السائق الآخر ، الذي يشكل زيادة اعتماد الطاقة الشمسية ، من المزيد من التركيز على تقليل انبعاثات الكربون على نطاق عالمي. نظرًا لأن GAAS هي حاليًا أكثر التكنولوجيا كفاءة في هذا القطاع ، فإن النمو في سوق الطاقة الشمسية سيزيد بشكل مباشر من معدل نمو سوق GAAS.

توجد أيضًا العديد من القيود والصعوبات في اعتماد GAAs على نطاق واسع. عدد قليل منهم هو التكاليف المرتفعة للتصنيع ، والتي ترجع إلى تعقيد عملية الإنتاج ، مما تسبب في تصنيع خلية واحدة في ساعتين بوتيرة أقصى ، وندرة الغاليوم مقارنة بالسيليكون الذي تم العثور عليه بشكل شائع وسمية الزرنيخ التي تثير أيضًا العديد من المخاوف البيئية.

تسبب جائحة Covid-19 في اضطرابات كبيرة في الخدمات اللوجستية وسلسلة التوريد على المستوى العالمي. لذلك ، تأثرت إمدادات المواد النادرة مثل الغاليوم والتي تتطلب شحنات عابرة للقارات ، سلبًا. تسبب هذا أيضًا في تأخير كبير في مشاريع الطاقة الشمسية ، مما تسبب في انخفاض الطلب على المنتج. كما تسببت الميزانية المنخفضة للمشاريع في تبني الشركات السيليكون لمحطات الطاقة الشمسية بدلاً من خلايا شمسية غاليوم ، والتي تكون أكثر تكلفة. يعد تبني خلايا GaAs اتجاهًا حديثًا يتطلب المزيد من البحث والتطوير. خفضت الشركات الميزانيات وتسببت في مشاكل مالية ، والتي أعاقت أيضًا أنشطة البحث المرتبطة بـ GAAs.

كرؤى العين

يغطي التقرير رؤى المفاتيح التالية:

• التطورات الحديثة في سوق الخلايا الشمسية غاليوم أرسينيد
• اتجاهات الصناعة الرئيسية
• المناظر الطبيعية التنظيمية لسوق الخلايا الشمسية غاليوم أرسينيد
• تطورات الصناعة الرئيسية (عمليات الدمج والاستحواذ والشراكات)
• تأثير Covid-19 على السوق

تجزئة

بواسطة يكتب

• تقاطع واحد خلايا شمسية Gaas
• خلايا شمسية غاليوم متعددة الجاليوم

عن طريق التطبيق

• الفضاء والأقمار الصناعية
• الخلايا الكهروضوئية المركزة
• العسكرية والدفاع

بواسطة الجغرافيا

• أمريكا الشمالية (الولايات المتحدة وكندا)
• أوروبا (المملكة المتحدة ، ألمانيا ، فرنسا ، إيطاليا ، إسبانيا ، روسيا ، وبقية أوروبا)
• آسيا والمحيط الهادئ (اليابان والصين والهند وأستراليا وجنوب شرق آسيا وبقية آسيا والمحيط الهادئ)
• أمريكا اللاتينية (المكسيك ، البرازيل ، وبقية أمريكا اللاتينية)
• الشرق الأوسط وأفريقيا (جنوب إفريقيا ، دول مجلس التعاون الخليجي ، وبقية الشرق الأوسط وأفريقيا)

 

تحليل حسب النوع

استنادًا إلى النوع ، يتم تقسيم السوق إلى تقاطع واحد GaAs وخلايا شمسية غاليوم متعددة الأجزاء. يهيمن قطاع الخلايا الشمسية من غاليوم غاليوم متعدد الوظائف على سوق الخلايا الشمسية GAAS. فيما يتعلق بالكفاءة النظرية ، يمكن أن تتفوق الخلايا الشمسية متعددة التقارير بشكل كبير على الخلايا الشمسية التقليدية التقليدية التقليدية. وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية ، فإن الخلايا الشمسية متعددة المقابر ثلاثية الوظيفية لديها كفاءة نظرية تزيد عن 45 ٪ ، في حين أن الخلايا الوظيفية الوظيفية تتصدر حوالي 33.5 ٪. يمكن أن تؤدي إضافة المزيد من التقاطعات إلى تحسين الكفاءة بأكثر من 70 ٪. وبالمقارنة ، فإن الألواح الشمسية الأكثر كفاءة المتاحة هي حوالي 22 ٪ كفاءة.

عادةً ما يتم صنع الخلايا الشمسية GAAs أحادية الخلية باستخدام السيليكون كأشباه الموصلات ، في حين تستخدم الخلايا الشمسية متعددة الأطباق ثلاثة أشباه الموصلات المميزة: أرسينيد الغاليوم الإنديوم (Ingaas) ، وفوسفيد الإنديوم الغاليوم (GINP) ، والجرمان (GE). تعد الخلايا الشمسية متعددة التقارب تقنية مثيرة واعدة يمكن أن تساعد في زيادة كفاءة الألواح الشمسية.

التحليل حسب التطبيق

استنادًا إلى التطبيق ، يتم تقسيم السوق إلى الفضاء والأقمار الصناعية ، والخلايا الكهروضوئية المركزة ، والعسكرية والدفاع. تم استخدام خلايا GaAs في صناعة الفضاء منذ عام 1980 ، وطبقت على الركيزة الجرمانيوم ، واستمرت في استخدامها حتى اليوم بسبب مقاومتها العالية للإشعاع. وقد تم استخدامه بشكل بارز في القمر الصناعي HS601 HP. تحاول الحكومات في جميع أنحاء العالم شحن المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام خلايا GaAs لزيادة مدة رحلتها. مركزة P.V. لديها مزايا معدل التحويل المرتفع ، ومساحة بطارية صغيرة ، وعدد أقل من المواد الاستهلاكية. تمثل الخلايا الشمسية غاليوم (GAAs) الخلايا الشمسية عالي الطاقة P.V. الخلايا. تجعلها الكفاءة العالية للخلايا ومتانةها مثالية للتطبيقات العسكرية مثل المركبات الجوية غير المأهولة والسفن البحرية والمركبات العسكرية.

التحليل الإقليمي

تمت دراسة سوق الخلايا الشمسية في غاليوم أرسينيد في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا. الصين هي الدولة الرئيسية التي لديها غالبية غاليوم على الأرض. وفقًا لمركز الدراسات الإستراتيجية والدولية (CSIS) ، قدمت Huawei 2000 براءة اختراع لها ولها حصة كبيرة في سوق GaAs كواحد من الموردين الرئيسيين. بلدان مثل الولايات المتحدة ، على الرغم من أنها لا تنتج أرسينيد الغاليوم نفسها ، تستورد الكميات المطلوبة من بلدان أخرى مثل ألمانيا وكازاخستان وأوكرانيا. بلدان مثل اليابان إعادة تدوير وتكرير الغاليوم من خلال علاج البوكسيت وغيرها من الخامات. وقعت شركة Audi AG العملاقة لشركة Audi AG وشركة Thin Film Solar Hanergy ، من خلال أجهزة ALTA التابعة للولايات المتحدة ، على مذكرة فهم لتطوير وتجهيز سياراتها الكهربائية مع نظام شمسي غاليوم رقيق مرن (GAAS) المدمج في مجموعة المنتجات الكهربائية المخطط لها.

غطى اللاعبون الرئيسيون

سيشمل التقرير ملفات تعريف اللاعبين الرئيسيين مثل Semiconductor Wafer Inc. و Freiberger Compound Materials GmbH و Xiamen Powerway Advanced Material Co. ، Ltd و Sumitomo Electric Industries و Ltd و Wafer Technology Ltd و MTI Corporation و ASUR SPACE Power GMBH.

تطورات الصناعة الرئيسية

• في يونيو 2022 ، تم تطوير خلية شمسية ثلاثية الوصلات في وزارة الطاقة الأمريكية ، مع كفاءة قياسية بلغت 39.5 ٪ باستخدام مواد أشباه الموصلات III-V مثل أرسينيد الغاليوم.
• في نوفمبر 2021 ، طورت الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا الخلايا الشمسية عالية الكفاءة للمواد من خلال وضع الأسلاك النانوية على ركيزة أرسينيد غاليوم وخلية شمسية من السيليكون التقليدية.
• في أكتوبر 2021 ، أنشأت مجموعة من علماء جامعة كامبريدج خلية GAAs ذات السمك البالغ 80 نانومترًا مع كفاءة 9.08 ٪ -16 ٪. هذا يمكن أن يعمل على تشغيل الطائرات بدون طيار الصغيرة ، والأقمار الصناعية ، وحتى الإلكترونيات الاستهلاكية.
• في أبريل 2021 ، قدمت شركة AXT Inc. أول رقائق أرسانة غاليوم 8 بوصات لعملائها الرئيسيين مع ركائز من السيليكون المخبورة ، مما يمنح كثافات حفرة منخفضة حتى مع وجود مساحة سطح أكبر لأقصى قدر من الامتصاص.