Tamaño del mercado, participación y análisis de la industria de las células solares de arsenuro de galio (GaAs) por tipo (células solares GaAs de un solo unión y células solares de arsenuro de galio multijunción), por aplicación (espacio y satélite, fotovoltaicos concentrados y militares y defensa), y pronóstico regional, 2025-2032

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 electrones, lo que permite que los transistores funcionen a 250 GHz+ frecuencias. Su alta resistencia al calor también le permite funcionar durante más horas que el silicio. La propiedad de brecha de banda directa también permite que las células de arsenuro de galio absorban más energía solar que las células de silicio que tienen una brecha de banda indirecta.

• Por ejemplo, se han utilizado células solares de arsenida de galio en lugar de células de silicio en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. Para la exploración espacial. Alta Devices recibió un contrato de USD 7.1 millones para su suministro. Singulus Technologies también ha aceptado un contrato para suministrar sus células solares de heteroyuncia basadas en GaAs al fabricante líder de Silex II por más del 26% de eficiencia de conversión.

Los principales impulsores para la creciente demanda de células solares GAAS son la alta eficiencia y durabilidad del arsenida de Gallium y la mayor adopción de la energía solar. Como se mencionó anteriormente, la alta eficiencia y la durabilidad de Gallium Arsenide hacen que las células solares ecológicas y económicas a largo plazo a largo plazo. El material también puede soportar grandes cantidades de radiación, lo que lo hace más adecuado para exploraciones espaciales. El otro impulsor, que constituye la mayor adopción de la energía solar, se debe a 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, lo que se debe a la complejidad del proceso de producción, lo que hace que una célula 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 ambientales.

La pandemia Covid-19 causó grandes interrupciones en la logística y la cadena de suministro a nivel global. Por lo tanto, el suministro de materiales raros como el galio que requieren envíos intercontinentales extensos se vio afectado negativamente. Esto también causó grandes retrasos en los proyectos solares, lo que causó una caída en la demanda de productos. El presupuesto reducido de los proyectos también hizo que las compañías adoptaran silicio para las estaciones de energía solar en lugar de las células solares de Arsenide de Gallium, que son más caras. Adoptar las células GaAs es una tendencia reciente que requiere más investigación y desarrollo. Las empresas redujeron los presupuestos y causaron problemas financieros, que también obstaculizaron las actividades de investigación asociadas con los GAA.

KEy Insights

El informe cubre las siguientes ideas clave:

• Avances recientes en el mercado de células solares de Arsenide de Gallium
• Tendencias clave de la industria
• Paisaje regulatorio para el mercado de células solares de Gallium Arsenide
• Desarrollos clave de la industria (fusiones, adquisiciones y asociaciones)
• Impacto de Covid-19 en el mercado

SEGMENTACIÓN

Análisis por tipo

Basado en el tipo, el mercado se segmenta en GaAs de unión y células solares de arsenuro de galio multijunción. El segmento de células solares de arsenuro de galio multiMontes domina el mercado de células solares GaAs. Con respecto a la eficiencia teórica, las células solares multijunción pueden superar significativamente las células solares de un solo unión tradicionales. Según el Departamento de Energía de los EE. UU., Las células solares multibunción de tres uniones tienen una eficiencia teórica de más del 45%, mientras que las células de un solo unión superan a aproximadamente el 33.5%. Agregar más intersecciones puede mejorar la eficiencia en más del 70%. En comparación, los paneles solares más eficientes disponibles son aproximadamente un 22% eficientes.

Las células solares de GaAs de células individuales se realizan típicamente usando silicio como semiconductores, mientras que las células solares multilithium típicamente usan tres semiconductores distintos: arsenuro de indio galio (Ingaas), fosfuro de indio de galio (GaRP) y germanio (GE). Las células solares multijunción son una tecnología emocionante y prometedora que puede ayudar a aumentar la eficiencia de los paneles solares.

Análisis por aplicación

Según la aplicación, el mercado está segmentado en el espacio y el satélite, los fotovoltaicos concentrados y el ejército y la defensa. Las células GaAs se han utilizado en la industria espacial desde 1980, en capas en el sustrato de germanio y se han continuado utilizando incluso hoy debido a su alta resistencia a la radiación. Se ha utilizado prominentemente en el satélite HS601 HP. Los gobiernos de todo el mundo están tratando de cargar vehículos aéreos no tripulados con células GaAs para aumentar la duración de su vuelo. P.V. concentrado tiene las ventajas de una alta tasa de conversión, un área de batería pequeña y menos consumibles. Las células solares de arsenuro de galio (GAA) representan P.V. concentrados de alta potencia. células. La alta eficiencia y la durabilidad de las células los hacen ideales para aplicaciones militares, como vehículos aéreos no tripulados, barcos navales y vehículos militares.

Análisis regional

El mercado de células solares de Gallium Arsenide se ha estudiado en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Oriente Medio y África. China es el país principal con la mayoría de Gallium en la Tierra. Según el Centro de Estudios Estratégicos e Internacionales (CSI), Huawei ha presentado 2000 patentes para ello y tiene una gran participación en el mercado de GaAs como uno de los principales proveedores. Países como los Estados Unidos, aunque no producen arsenuro de galio, importan las cantidades demandadas de otros países como Alemania, Kazajstán y Ucrania. Países como Japón recicla y refinan el galio tratando la bauxita y otros minerales. El gigante automotriz Audi Ag y el fabricante solar de filmes delgados Hanergy, a través de sus dispositivos subsidiarios de EE. UU., Han firmado un memorándum de entendimiento para desarrollar y equipar sus vehículos eléctricos con un sistema solar de arsenuro de arsenuro de galio de película delgada flexible integrado en la gama de productos de los vehículos eléctricos de productos.

Jugadores clave cubiertos

El informe incluirá los perfiles de jugadores clave como Semiconductor Wafer Inc., Materiales compuestos Freiberger GMBH, Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd, Sumitomo Electric Industries, Ltd, Wafer Technology Ltd, MTI Corporation y Asur Space Power GmbH.

Desarrollos clave de la industria

• En junio de 2022, se desarrolló una célula solar triple unión en el Departamento de Energía de los EE. UU., Con una eficiencia récord del 39.5% utilizando materiales semiconductores III-V como Arseniuro de Gallium.
• En noviembre de 2021, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Noruega desarrolló células solares ultra altas en eficiencia de materiales colocando nanocables sobre un sustrato de arsenuro de galio y una célula solar tradicional de silicio.
• En octubre de 2021, un grupo de científicos de la Universidad de Cambridge creó una célula GaAs ultra delgada de 80 nanómetros con una eficiencia de 9.08% -16%. Esto puede alimentar pequeños drones, satélites e incluso electrónica de consumo.
• En abril de 2021, AXT Inc. suministró sus primeras obleas de arsenidas de Gallium de 8 pulgadas a sus principales clientes con sustratos dopados con silicio, dando densidades de boxes de grabado bajos incluso con una superficie más grande para las máximas absorciones.