Células solares de arseneto de gálio (GAAs) Tamanho do mercado, participação e análise da indústria por tipo (células solares de junção de junção única e células solares de arsento de gálio multijunção), por aplicação (espaço e satélite, fotovoltaicos concentrados, e militar e defesa) e previsão regional, 2025-2032

A célula solar de arsento de gálio fornece mais eficiência do que suas alternativas de silício, pois possui uma menor resistência à mobilidade de elétrons, permitindo que os transistores funcionem em frequências de 250 GHz+. Sua alta resistência ao calor também permite que ele funcione por mais horas que o silício. A propriedade Direct Band Gap também permite que as células do arseneto de gálio absorvam mais energia solar do que as células de silício que possuem uma lacuna de banda indireta.

• Por exemplo, células solares de arseneto de gálio foram usadas em vez de células de silício no Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos EUA para exploração espacial. Os dispositivos ALTA receberam um contrato de US $ 7,1 milhões para sua oferta. A Singulus Technologies também aceitou um contrato para fornecer suas células solares de heterojunção baseadas em GaAs ao fabricante principal da Silex II para mais de 26% de eficiência de conversão.

Os principais fatores para a crescente demanda de células solares GaAs são a alta eficiência e a durabilidade do gálio do arseneto e o aumento da adoção da energia solar. Como mencionado acima, a alta eficiência e durabilidade do gálio do arseneto tornam as células solares ecológicas e econômicas a longo prazo. O material também pode suportar grandes quantidades de radiação, tornando -o mais adequado para explorações espaciais. O outro motorista, constituindo o aumento da adoção da energia solar, decorre de mais foco na redução das emissões de carbono em escala global. Como o GAAs é atualmente a tecnologia mais eficiente nesse setor, o crescimento no mercado solar aumentará diretamente a taxa de crescimento do mercado de GaAs.

Também existem muitas restrições e dificuldades na adoção de GaAs em larga escala. Alguns deles são os altos custos de fabricação, devido 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 com o silício comumente encontrado e a toxicidade do arsênico, o que também levanta muitas preocupações ambientais.

A pandemia Covid-19 causou grandes interrupções na logística e na cadeia de suprimentos em nível global. Portanto, o suprimento de materiais raros, como o gálio, que requer extensos remessas intercontinentais, foi afetado adversamente. Isso também causou grandes atrasos nos projetos solares, o que causou uma queda na demanda de produtos. O orçamento reduzido dos projetos também fez com que as empresas adotassem silício para usinas solares em vez de células solares de arsento de gálio, que são mais caras. A adoção de células GAAs é uma tendência recente que exige mais pesquisa e desenvolvimento. As empresas cortaram os orçamentos e causaram problemas financeiros, o que também dificultou as atividades de pesquisa associadas aos GAAs.

KEY Insights

O relatório abrange as seguintes informações importantes:

• Avanços recentes no mercado de células solares de arseneto de gálio
• Principais tendências da indústria
• Cenário regulatório para o mercado de células solares de arseneto 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 arseneto de gálio de multijunção. O segmento de células solares de arseneto de gálio de junção multi-junção domina o mercado de células solares GaAs. Em relação à eficiência teórica, as células solares de junção multi-junção podem superar significativamente as células solares tradicionais de junção única. De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, as células solares multi-junção de três junções têm uma eficiência teórica de mais de 45%, enquanto as células de junção única chegam a cerca de 33,5%. Adicionar mais interseções pode melhorar a eficiência em mais de 70%. Em comparação, os painéis solares mais eficientes disponíveis são cerca de 22% eficientes.

As células solares de GaAs de células únicas são normalmente fabricadas usando silício como semicondutor, enquanto as células solares multilitium geralmente usam três semicondutores distintos: arseneto de gálio de índio (InGAAs), fosfeto de indium de gálio (GAINP) e germânio (GE). As células solares de junção multi-junção são uma tecnologia emocionante e promissora que pode ajudar a aumentar a eficiência dos painéis solares.

Análise por aplicação

Com base na aplicação, o mercado é segmentado no espaço e no satélite, fotovoltaica concentrada e militar e defesa. As células GaAs são usadas na indústria espacial desde 1980, colocadas em camadas no substrato de germânio e continuaram sendo usadas até hoje devido à sua alta resistência à radiação. Foi usado com destaque no satélite HS601 HP. Os governos em todo o mundo estão tentando cobrar veículos aéreos não tripulados com células GaAs para aumentar a duração de seu voo. P.V. concentrado tem as vantagens de uma alta taxa de conversão, uma pequena área de bateria e menos consumíveis. As células solares de arseneto de gálio (GAAs) representam P.V. de alta potência concentrada. células. A alta eficiência e durabilidade das células as tornam ideais para aplicações militares, como veículos aéreos não tripulados, navios navais e veículos militares.

Análise Regional

O mercado de células solares de arseneto de gálio foi estudado na América do Norte, Europa, Ásia -Pacífico, América Latina e Oriente Médio e África. A China é o principal país com a maioria do gálio na Terra. De acordo com o Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais (CSIs), a Huawei apresentou 2000 patentes e possui uma grande participação no mercado de GaAs como um dos principais fornecedores. Países como os EUA, embora não produzam arseneto de gálio, importam as quantidades exigidas de outros países como Alemanha, Cazaquistão e Ucrânia. Países como o Japão reciclando e refinam o gálio tratando a bauxita e outros minérios. A Audi AG e o fabricante solar de filme fino e o fabricante de solares, por meio de seus dispositivos Subsidiários dos EUA, assinaram um memorando de entendimento para desenvolver e equipar seus veículos elétricos com um sistema solar flexível de arseneto de gálio fino (GAAs) integrado à faixa de produtos de arseneto de produto.

Os principais jogadores cobertos

O relatório incluirá os perfis dos principais players, como Wafer Semiconductor 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 arseneto de gálio.
• Em novembro de 2021, a Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia desenvolveu células solares com eficiência materiais ultra-alta, colocando nanofios sobre um substrato de arseneto de gálio e uma célula solar tradicional de silício.
• Em outubro de 2021, um grupo de cientistas da Universidade de Cambridge criou uma célula de GaAs ultrafinos de 80 nanométricos com 9,08% -16% de eficiência. Isso pode alimentar pequenos drones, satélites e até eletrônicos de consumo.
• Em abril de 2021, a Axt Inc. forneceu suas primeiras bolachas de arseneto de gálio de 8 polegadas a seus principais clientes com substratos dopados com silício, dando densidades de pit de baixa gravação, mesmo com uma área de superfície maior para absorções máximas.