Рынок сверхтонких солнечных элементов — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по технологиям (теллурид кадмия, диселенид меди, индия, галлия, арсенид галлия, перовскитные солнечные элементы, органические фотоэлектрические элементы), по типу сети (сетевые, автономные), по применению (установленные в зданиях, автомобильные, потребительская электроника, а

Обзор рынка

Глобальный рынок сверхтонких солнечных элементов оценивался в 39,63 млн долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 40,22% до 2029 года.

Рынок сверхтонких солнечных элементов относится к сектору, посвященному разработке, производству и распространению солнечных элементов, характеризующихся их исключительно тонкими профилями. Эти солнечные элементы разработаны так, чтобы быть более легкими и гибкими по сравнению с традиционными фотоэлектрическими панелями, что повышает их применимость в различных отраслях. Сверхтонкие солнечные элементы обычно используют передовые материалы, такие как органические фотоэлектрические элементы, перовскиты или тонкопленочные технологии, чтобы достичь минимальной толщины при сохранении эффективности.

Рынок этих солнечных элементов обусловлен растущим спросом на легкие и универсальные энергетические решения, особенно в таких секторах, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и бытовая электроника. Потенциал технологии для интеграции в нетрадиционные поверхности и ее более низкие материальные затраты по сравнению с обычными солнечными панелями еще больше повышают ее привлекательность. Поскольку глобальный фокус смещается в сторону устойчивых и энергоэффективных технологий, ожидается, что рынок сверхтонких солнечных элементов будет испытывать значительный рост, поддерживаемый продолжающимися достижениями в области материаловедения и производственных процессов. Ключевыми игроками на этом рынке являются как устоявшиеся компании в области солнечных технологий, так и новые стартапы, специализирующиеся на инновационных фотоэлектрических решениях.

Ключевые драйверы рынка

Технологические достижения

Технологические достижения являются основным драйвером мирового рынка сверхтонких солнечных элементов. Инновации в материаловедении и производственных процессах значительно повысили производительность и эффективность сверхтонких солнечных элементов. Например, разработка передовых тонкопленочных технологий, таких как теллурид кадмия (CdTe) и селенид галлия-индия-меди (CIGS), позволила производить высокоэффективные солнечные элементы с минимальной толщиной. Эти достижения также привели к улучшению гибкости, долговечности и общей производительности сверхтонких солнечных элементов, что сделало их более жизнеспособными для целого ряда приложений.

Появление новых материалов, таких как перовскиты, произвело революцию в индустрии сверхтонких солнечных элементов. Перовскитные солнечные элементы обеспечивают высокую эффективность, низкие производственные затраты и потенциал для крупномасштабного производства. Их способность наноситься на гибкие подложки позволяет создавать сверхтонкие, легкие солнечные панели, которые можно интегрировать в различные поверхности и приложения. Поскольку исследования и разработки в этой области продолжают развиваться, ожидается, что технологические достижения будут и дальше стимулировать рост рынка сверхтонких солнечных элементов, предлагая новые возможности для инноваций и расширения.

Растущий спрос на гибкие и легкие энергетические решения

Растущий спрос на гибкие и легкие энергетические решения является значительным драйвером мирового рынка сверхтонких солнечных элементов. Традиционные солнечные панели, хотя и эффективны, часто бывают жесткими и тяжелыми, что ограничивает их применение в определенных контекстах. С другой стороны, сверхтонкие солнечные элементы предлагают более адаптируемую и универсальную альтернативу. Их легкий вес делает их подходящими для интеграции в нетрадиционные поверхности, такие как фасады зданий, носимые технологии и автомобильные компоненты.

В частности, аэрокосмическая и автомобильная промышленность испытывают растущую потребность в легких энергетических решениях для повышения топливной эффективности и снижения общего веса. Сверхтонкие солнечные элементы могут быть легко включены в эти секторы, обеспечивая эффективный и эстетически приятный источник энергии без значительного добавления веса. Кроме того, растет спрос на портативные и гибкие солнечные решения среди потребителей, которые ищут источники энергии, которые можно легко интегрировать в различные устройства и приложения. Этот растущий интерес к гибким и легким солнечным технологиям подпитывает расширение рынка сверхтонких солнечных элементов.

Экологическое и нормативное давление

Экологическое и нормативное давление играют решающую роль в развитии мирового рынка сверхтонких солнечных элементов. Правительства и регулирующие органы по всему миру все больше подчеркивают важность устойчивых и чистых энергетических решений в рамках своих усилий по борьбе с изменением климата и сокращению выбросов парниковых газов. Глобальный сдвиг в сторону возобновляемых источников энергии создает благоприятную среду для внедрения сверхтонких солнечных элементов, которые известны своим меньшим воздействием на окружающую среду и энергоэффективностью.

Что касается нормативной поддержки, экологические проблемы побуждают как предприятия, так и потребителей искать более экологичные альтернативы традиционным источникам энергии. Сверхтонкие солнечные элементы с их сокращенным использованием материалов и меньшими производственными выбросами соответствуют этим целям устойчивого развития. Правительственные стимулы, субсидии и цели в области возобновляемой энергии еще больше поощряют инвестиции в солнечные технологии, включая сверхтонкие солнечные элементы. По мере ужесточения экологических норм ожидается, что спрос на экологически чистые и эффективные энергетические решения будет стимулировать рост рынка сверхтонких солнечных элементов.

Загрузить бесплатный образец отчета

Основные проблемы рынка

Ограниченная эффективность и долговечность

Одной из существенных проблем, с которой сталкивается глобальный рынок сверхтонких солнечных элементов, является проблема ограниченной эффективности и долговечности. Несмотря на достижения в области технологий, сверхтонкие солнечные элементы, как правило, демонстрируют более низкую эффективность по сравнению с их традиционными аналогами на основе кремния. Эффективность солнечного элемента является критическим фактором, поскольку он определяет, насколько эффективно элемент может преобразовывать солнечный свет в электричество. Сверхтонкие солнечные элементы из-за своей минимальной толщины часто не могут захватывать и преобразовывать солнечный свет так же эффективно, как более толстые обычные солнечные панели. Эта сниженная эффективность может повлиять на их общую производительность, особенно в приложениях, где требуется высокая выходная мощность.

Прочность сверхтонких солнечных элементов представляет собой проблему. Тонкая и гибкая природа этих элементов может сделать их более восприимчивыми к повреждениям от факторов окружающей среды, таких как УФ-излучение, колебания температуры и физическое напряжение. Эта уязвимость может привести к сокращению срока службы и увеличению потребностей в обслуживании по сравнению с более надежными технологиями солнечных панелей. Проблема баланса гибкости и долговечности имеет решающее значение для широкого внедрения сверхтонких солнечных элементов, особенно в приложениях, где элементы подвергаются воздействию суровых условий или частому обращению.

Решение этих проблем требует постоянных исследований и разработок для улучшения материалов, используемых в сверхтонких солнечных элементах, и повышения их общей эффективности и долговечности. Такие инновации, как защитные покрытия, передовые материалы и улучшенные производственные процессы, имеют важное значение для преодоления этих ограничений. Без значительных достижений в этих областях внедрение сверхтонких солнечных элементов может остаться ограниченным, что будет препятствовать их потенциальному росту на рынке.

Высокие производственные затраты и проблемы масштабируемости

Еще одной серьезной проблемой для мирового рынка сверхтонких солнечных элементов являются высокие производственные затраты и проблемы масштабируемости, связанные с этими технологиями. Хотя достижения в производственных технологиях привели к некоторому снижению затрат, производство сверхтонких солнечных элементов по-прежнему требует сложных процессов и дорогостоящих материалов. Специализированное оборудование и передовые технологии, необходимые для производства этих элементов, могут способствовать высоким первоначальным капитальным затратам и эксплуатационным расходам.

Масштабирование производства для удовлетворения растущего спроса может быть сложной задачей. Сверхтонкие солнечные элементы часто требуют точных и сложных производственных процессов, таких как вакуумное осаждение или химическое осаждение из паровой фазы, которые может быть трудно масштабировать эффективно. Эта сложность может привести к более высоким затратам на единицу продукции и ограничить возможности производителей по производству сверхтонких солнечных элементов по конкурентоспособной цене по сравнению с традиционными солнечными технологиями.

Проблема масштабируемости также влияет на способность производителей достигать экономии за счет масштаба, которая имеет решающее значение для снижения затрат и повышения доступности сверхтонких солнечных элементов. По мере увеличения объемов производства потребность в постоянном качестве и надежности производства становится еще более важной. Решение этих проблем требует постоянных инноваций в производственных процессах, инвестиций в исследования и разработки и создания более эффективных методов производства. Преодоление этих препятствий необходимо для того, чтобы сделать сверхтонкие солнечные элементы жизнеспособным и конкурентоспособным вариантом на мировом рынке солнечной энергии.

Основные тенденции рынка

Растущее внедрение в потребительской электронике

Одной из заметных тенденций на мировом рынке сверхтонких солнечных элементов является их растущее внедрение в потребительской электронике. Спрос на портативные, легкие и гибкие источники питания стимулирует инновации в этом секторе. Ультратонкие солнечные элементы предлагают уникальное преимущество для интеграции в потребительскую электронику, такую как смартфоны, планшеты и носимые устройства, где традиционные солнечные панели были бы непрактичны из-за ограничений по размеру и весу.

Производители все чаще изучают способы включения ультратонких солнечных элементов в эти устройства для повышения их энергоэффективности и продления срока службы батареи. Например, все более распространенными становятся зарядные устройства для телефонов на солнечных батареях, умные часы со встроенными солнечными панелями и даже электронные книги на солнечных батареях. Эти приложения выигрывают от гибкости и легкости ультратонких солнечных элементов, что позволяет легко интегрировать их в дизайн потребительских товаров без ущерба для эстетики или функциональности.

Тенденция к устойчивой и энергоэффективной электронике дополнительно поддерживает рост ультратонких солнечных элементов на этом рынке. Поскольку потребители и производители становятся более сознательными в отношении окружающей среды, растет предпочтение включения решений на основе возобновляемых источников энергии в повседневные устройства. Этот сдвиг не только соответствует глобальным целям устойчивого развития, но и обеспечивает конкурентное преимущество для компаний, которые внедряют такие технологии. Ожидается, что все большее внедрение сверхтонких солнечных элементов в потребительскую электронику продолжится, что обусловлено достижениями в области технологий и растущим спросом потребителей на инновационные и экологически чистые продукты.

Расширение в автомобильных приложениях

Расширение сверхтонких солнечных элементов в автомобильных приложениях представляет собой значительную рыночную тенденцию. По мере того, как автомобильная промышленность движется в сторону электрификации и повышения топливной эффективности, растет интерес к интеграции солнечных технологий в транспортные средства. Сверхтонкие солнечные элементы предлагают убедительное решение благодаря своей гибкости и легким характеристикам, которые необходимы для автомобильных приложений, где вес и пространство являются критическими факторами.

Внедрение сверхтонких солнечных элементов в конструкции транспортных средств может обеспечить несколько преимуществ, включая повышение энергоэффективности и снижение зависимости от традиционных источников энергии. Например, солнечные панели, встроенные в крыши автомобилей, окна или даже панели кузова, могут генерировать дополнительную мощность для систем транспортного средства или помогать заряжать аккумулятор, способствуя улучшению общей производительности транспортного средства и экономии топлива. Эта технология также может поддерживать усовершенствования в области электромобилей (EV), предоставляя дополнительные возможности зарядки и увеличивая дальность поездки.

Тенденция к интеграции сверхтонких солнечных элементов в автомобильные приложения обусловлена стремлением автомобильной промышленности к устойчивым и инновационным технологиям. Поскольку производители автомобилей стремятся дифференцировать свою продукцию и соответствовать более строгим нормам выбросов, принятие солнечных технологий представляет собой ценную возможность. Ожидается, что продолжающаяся разработка сверхтонких солнечных элементов, предназначенных для использования в автомобилях, будет способствовать дальнейшему росту в этом сегменте рынка.

Рост в области встроенных в здания фотоэлектрических систем (BIPV)

Рост в области встроенных в здания фотоэлектрических систем (BIPV) является значимой тенденцией, влияющей на мировой рынок сверхтонких солнечных элементов. BIPV подразумевает внедрение фотоэлектрической технологии непосредственно в строительные материалы, такие как окна, фасады и кровельные материалы, для выработки электроэнергии и одновременного использования в качестве структурных элементов. Ультратонкие солнечные элементы особенно хорошо подходят для приложений BIPV благодаря своей гибкости и возможности бесшовной интеграции в различные поверхности зданий.

Поскольку архитекторы и строители стремятся создавать более энергоэффективные и устойчивые здания, спрос на решения BIPV растет. Ультратонкие солнечные элементы предлагают легкую и эстетически приятную альтернативу традиционным солнечным панелям, что делает их идеальными для интеграции в современные проекты зданий. Эта тенденция поддерживается растущим вниманием к сертификации зеленых зданий и энергоэффективным методам строительства, которые стимулируют внедрение технологий возобновляемой энергии в новых и модернизированных строительных проектах.

Расширение проектов BIPV также согласуется с государственными стимулами и правилами, способствующими интеграции возобновляемой энергии в строительную отрасль. По мере развития технологий и снижения стоимости ультратонких солнечных элементов ожидается, что использование этих элементов в приложениях BIPV станет более распространенным. Эта тенденция подчеркивает растущую роль сверхтонких солнечных элементов в создании устойчивых и энергоэффективных застроенных сред.

Сегментные данные

Технологические данные

Сегмент перовскитных солнечных элементов занимал самую большую долю рынка в 2023 году. Перовскитные солнечные элементы продемонстрировали значительные улучшения эффективности в последние годы. Они могут достигать высокой эффективности преобразования энергии, сопоставимой или даже превосходящей эффективность традиционных кремниевых солнечных элементов. Эта высокая эффективность в тонкопленочном формате делает перовскитные элементы весьма привлекательными для приложений, требующих компактных и легких энергетических решений.

Процесс производства перовскитных солнечных элементов относительно прост и экономически эффективен по сравнению с другими технологиями. Их можно производить с использованием недорогих материалов и масштабируемых методов, таких как обработка растворов. Такая экономическая эффективность позволяет производить сверхтонкие солнечные элементы по доступной цене, что делает их более доступными для различных применений.

Перовскитные солнечные элементы очень гибкие и могут быть изготовлены на различных подложках, включая изогнутые или неправильной формы. Эта гибкость повышает их применимость в различных секторах, включая бытовую электронику, автомобильные компоненты и встроенные в здания фотоэлектрические системы (BIPV). Возможность интегрировать перовскитные элементы в нетрадиционные поверхности и устройства расширяет их рыночный потенциал.

Постоянные усилия по исследованиям и разработкам направлены на улучшение стабильности, долговечности и производительности перовскитных солнечных элементов. Инновации в материалах и производственных процессах устраняют предыдущие ограничения, такие как проблемы деградации и экологические проблемы. По мере развития технологий перовскитные элементы становятся все более жизнеспособными для крупномасштабных приложений.

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион занимал самую большую долю рынка в 2023 году. Азиатско-Тихоокеанский регион доминирует на мировом рынке сверхтонких солнечных элементов благодаря сочетанию стратегических факторов, включая надежные производственные возможности, благоприятную государственную политику и значительный рыночный спрос. Регион зарекомендовал себя как глобальный производственный центр для солнечных технологий. Такие страны, как Китай, Япония и Южная Корея, обладают передовыми производственными мощностями и цепочками поставок, которые позволяют производить сверхтонкие солнечные элементы в больших масштабах. Китай, в частности, выигрывает от своей комплексной инфраструктуры, экономически эффективных производственных процессов и хорошо развитой сети поставщиков сырья. Это дает ему значительное конкурентное преимущество в производстве и экспорте сверхтонких солнечных элементов.

Поддерживающая государственная политика и стимулы играют решающую роль. Многие страны Азиатско-Тихоокеанского региона внедрили благоприятные правила и субсидии для содействия внедрению возобновляемых источников энергии. Например, «13-й пятилетний план» Китая и программа «Льготный тариф» Японии предоставляют финансовые стимулы для проектов в области солнечной энергетики, поощряя как исследования, так и коммерческое производство инновационных солнечных технологий, включая сверхтонкие элементы. Такая политика создает благоприятную среду для роста и инвестиций в сектор сверхтонких солнечных элементов.

Растущий спрос на энергетические решения в быстро индустриализирующихся и урбанизирующихся экономиках региона еще больше стимулирует рынок. С ростом потребления энергии и сильным акцентом на сокращение выбросов углерода страны Азиатско-Тихоокеанского региона активно ищут передовые, экономически эффективные солнечные технологии. Сверхтонкие солнечные элементы, которые обеспечивают гибкость и эффективность, хорошо соответствуют этим требованиям, особенно в приложениях от бытовой электроники до встроенных в здания фотоэлектрических систем.

Значительные инвестиции в исследования и разработки по всему региону способствуют инновациям и технологическому прогрессу в области сверхтонких солнечных элементов. Сотрудничество между правительствами, научными кругами и частным сектором способствует развитию передовых технологий, еще больше укрепляя лидерство Азиатско-Тихоокеанского региона на мировом рынке.

Последние события

• В мае 2024 года в Швеции была запущена инициатива стоимостью 3,4 млн долларов США, направленная на продвижение применения внутренних органических фотоэлектрических (OPV) ячеек для решений Интернета вещей (IoT). Этот финансируемый ЕС проект, возглавляемый Epishine, лидером в области технологии печатных органических солнечных ячеек для помещений, включал поставку OPV-ячеек различным партнерам в секторах розничной торговли, потребления и IoT. По словам Эпишайна, «это финансирование позволило нам развить наши совместные рыночные стратегии и достичь нашей цели по созданию автономной электроники в качестве отраслевого стандарта».
• В мае 2024 года компания LONGi Green Energy Technology Co. объявила о новом мировом рекорде эффективности кремниевых солнечных элементов, превзойдя свой собственный предыдущий рекорд, установленный всего четырьмя месяцами ранее. Последнее достижение, сертифицированное немецким Институтом исследований солнечной энергии в Хамельне (ISFH), касается усовершенствованных кремниевых гетеропереходных солнечных элементов с обратным контактом (HBC) от LONGi, эффективность которых в лабораторных условиях достигла 27,30%. Рекорд был представлен на праздничном мероприятии, где LONGi также представила свой новейший продукт Hi-MO 9.
• В сентябре 2023 года поставщик серебряной пасты Solamet представил новый продукт, разработанный специально для технологии ячеек TOPCon который использует лазерную инъекцию носителя, которая, как ожидается, станет ключевой технологией отрасли в ближайшем будущем. Недавно разработанная паста специально разработана для повышения преимуществ лазерной инъекции носителя, метода постобработки для ячеек TOPCon. Этот метод увеличивает количество точек контакта серебра микронного размера, тем самым улучшая интерфейс с поверхностью ячейки. Однако стандартные серебряные пасты, используемые в производстве ячеек TOPCon, не в полной мере используют преимущества повышения эффективности, обеспечиваемые этой обработкой, что требует специализированной формулы. Новая паста Solamet, PV3NL, предназначена для использования с лазерной инъекцией носителя и может быть принята производителями ячеек с минимальными изменениями в существующих процессах или оборудовании. Компания прогнозирует, что внедрение PV3NL приведет к повышению абсолютной эффективности как минимум на 0,2%, о чем свидетельствует ее применение в итерациях технологии ячеек TOPCon.

Ключевые игроки рынка

• LONGi Green Energy Technology Co., Ltd
• JinkoSolar Holding Co., Ltd
• Canadian Solar Inc.
• JA Solar Technology Co., Ltd.
• Первый Solar, Inc.
• REC Solar EMEA GmbH
• SunPower Corporation
• Emeren Group Ltd
• Shunfeng International Clean Energy Limited
• Sungrow Power Supply Co., Ltd.
• Enphase Energy, Inc.,
• Vivint, Inc