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Assuntos Cobertos
Fundo
Oportunidades do Mercado do Índio pela Indústria (PV) de Photovoltaics
Índio no Material Fotovoltaico do Selenide De Cobre (CIGS) do Gálio do Índio
Óxido do Estanho do Índio (ITO) no Silicone Cristalino (c-Si) Photovoltaics
Limitações do Óxido do Estanho do Índio (ITO) como um Condutor Transparente
Limitações do Óxido do Estanho do Índio (ITO) em Photovoltaics De fita fina
Vista Geral do Mercado em CIGS Photovoltaics
Desempenho dos CIGS PICOVOLT no Mercado Fotovoltaico De fita fina
Características de Photovoltaics De fita fina (TFPV) e do Silicone Cristalino (c-Si) Photovoltaics
Arquitetura Interna dos CIGS Photovoltaics
Sumário
Fundo
NanoMarkets é um fornecedor principal serviços da pesquisa do mercado e da tecnologia e da análise da indústria para os negócios finos do filme, os orgânicos e os imprimíveis da eletrônica (a que nós referimos como a Eletrônica SUPERIOR.) Desde a empresa que funda, NanoMarkets publicou sobre dois dúzia relatórios detalhados da pesquisa em mercados da tecnologia emergente. Os Assuntos cobertos incluíram sensores, indicadores, OLEDs, HB-Diodo emissor de luz, e-papel, RFID, photovoltaics, o empacotamento esperto, tecnologias novas da bateria, a eletrônica impressa, a eletrônica orgânica, tecnologias emergentes da memória e de armazenamento e outras tecnologias prometedoras. Nossa lista do cliente é que é quem das empresas em produtos químicos da especialidade, em materiais, em aplicações da eletrônica e em fabricação. NanoMarkets igualmente hospeda um blogue em www.nanotopblog.com onde nós discutimos tendências de tecnologia, anúncios da empresa e o progresso em curso da indústria.
Oportunidades do Mercado do Índio pela Indústria (PV) de Photovoltaics
O mercado do índio é dominado por um único produto: condutor transparente (ITO) principal do óxido- do estanho do índio usado pela indústria e por outro do indicador que exigem a condutibilidade e a transparência no mesmo material. A indústria (PV) do photovoltaics consome algum deste ITO, mas não é certamente o consumidor o maior. Em Lugar De, o PICOVOLT representa o pedido o mais de crescimento rápido para o índio, mesmo quando excluindo a parcela de ITO deste consumo.
O Crescimento na indústria do PICOVOLT na última década rendeu oportunidades tremendas não somente para as empresas que fazem as células solares e os módulos reais, mas para empresas dos materiais, incluindo produtores do índio, também. O crescimento Continuado, especialmente no PICOVOLT de fita fina (TFPV), fornecerá ainda mais tais oportunidades.
Índio no Material Fotovoltaico do Selenide De Cobre (CIGS) do Gálio do Índio
Este crescimento rápido no consumo do índio é previsto pela maior parte devido à emergência e ao crescimento do photovoltaics dos CIGS. O Índio é crítico aos CIGS PICOVOLT porque é um componente principal da camada do "absorber", o material de cobre do selenide do gálio (CIGS) do índio. Quando os CIGS PICOVOLT não conseguirem ainda os volumes tão altos quanto algumas das outras tecnologias de TFPV tais como o um-Si e o CdTe (apesar das grandes esperanças e das expectativas pelos últimos anos), tem a eficiência demonstrada a mais alta de todas as tecnologias de TFPV (20,0 por cento), aproximando aquela de pilhas cristalinas do PICOVOLT do silicone. Combinado com os benefícios associou geralmente com todo o peso da tecnologia-luz de TFPV, flexibilidade potencial, e o mais baixo custo-NanoMarkets antecipado espera os CIGS PICOVOLT ganhar uma grande parte do mercado de TFPV durante os próximos oito anos. Em conseqüência, os CIGS materiais transformar-se-ão o segundo - uso o maior do índio nesse tempo, esclarecendo ao redor 10 por cento do consumo mundial do índio.
Óxido do Estanho do Índio (ITO) no Silicone Cristalino (c-Si) Photovoltaics
De silicone tecnologia-cristalino o mais velho, e a maioria amplamente utilizado do PICOVOLT (c-Si) Picovolt-não usa ITO como o condutor transparente. Quando os eléctrodos dianteiros de toda a pilha do PICOVOLT deverem permitir a luz completamente, há duas aproximações gerais para fazer isto. O primeiro, que a maioria de uso das tecnologias de TFPV, confia em um condutor transparente, principalmente ITO. A segunda aproximação, essa tomada por pilhas do PICOVOLT do c-Si envolve de prata modelado nas estruturas da linha ténue (chamadas os dedos) esse somente bloco um a parcela da luz de incidente de incorporar a pilha subjacente.
Com o advento de pilhas do PICOVOLT do um-Si nos anos 80 no portable, as aplicações da baixa potência gostam das calculadoras solares, ITO começaram a fazer uma exibição significativa no mercado do PICOVOLT. Estas pilhas de fita fina não têm a mobilidade de portador do silicone cristalino lubrificado, assim que suas superfícies devem uniformemente ser revestidas com um condutor para capturar eficazmente os portadores gerados na pilha, e o condutor deve ser transparente permitir a luz na pilha. ITO era então, como é agora, o condutor transparente “padrão” estabelecido, que foi usado para os eléctrodos dianteiros de pilhas do PICOVOLT do um-Si. ITO trabalhou bem nestas pilhas rígidas do PICOVOLT do um-Si nas carcaças de vidro, mas era caro. Embora o preço do índio viesse para baixo de suas elevações do auge potência nuclear, estava ainda sobre $200 pelo quilograma em média no final dos anos 80 e do começo dos 90.
Limitações do Óxido do Estanho do Índio (ITO) como um Condutor Transparente
Além de seu custo (devido a seu índice alto do índio), outras características de ITO fazem menos do que perfeito como um condutor transparente. É nem muito transparente nem muito condutor como materiais vá; um pouco representa simplesmente umas boas trocas entre a transparência e a condutibilidade. É igualmente razoavelmente frágil, e assim serido não particularmente a toda a aplicação em que a flexibilidade for chave. Também, ITO não se empresta facilmente aos processos de manufactura de baixa temperatura, limitando os processos que podem ser usados com ele. Ainda, nas aplicações que usam ITO mais (na maior parte indicadores de vários tipos), ITO é por muito o maestro transparente dominante.
Limitações do Óxido do Estanho do Índio (ITO) em Photovoltaics De fita fina
TFPV é uma exceção a este domínio bem defenido de ITO. As limitações de ITO fizeram com que o newst das tecnologias do PICOVOLT recue longe dele geralmente. CdTe PICOVOLT, trazido na fabricação do volume alto por First Solar, usa o óxido do estanho como o condutor transparente para seu eléctrodo dianteiro. OS CIGS PICOVOLT, não ainda como alto no volume mas comercializado em grande medida, usam o óxido de zinco alumínio-lubrificado (AZO) na maioria de encarnações. Mesmo o um-Si PICOVOLT que estêve ao redor por décadas deslocou agora significativamente longe de ITO e para outros óxidos condutores transparentes (TCOs); ITO ainda tem somente sobre a metade deste mercado. Um Tanto irònica, a tecnologia de TFPV que usa ITO é mais realmente o mais menos comercialmente desenvolvida, PICOVOLT orgânico (OPV). Mas isto pode ser compreendido quando se considera que OPV teve muitos obstáculos superar em seu trajecto à comercialização, tal como sua baixa eficiência de conversão e sua sensibilidade extrema ao oxigênio e à umidade. Adequadamente uma execução, condutor transparente disponível imediatamente permite que os reveladores de OPV centrem-se sobre outras edições enquanto competem para fazer OPV comercialmente viável. Nos últimos anos, embora, os eléctrodos transparentes vieram para trás ao pelotão da frente e houve umas revelações numerosas em termos dos substitutos para ITO no espaço de OPV. NanoMarkets espera OPV usar proporcional cada vez menos ITO como se move para uns mais baixos custos, um de seus objetivos principais.
Vista Geral do Mercado em CIGS Photovoltaics
OS CIGS PICOVOLT encontraram-se terço na linha (entre tecnologias de TFPV) à comercialização do volume alto. Isto não é porque falta potencial-como já mencionado, ele vangloria-se das eficiências de conversão as mais altas da pilha do campeão de todas as tecnologias de TFPV, em 20,0 por cento, e ainda na aumentação periódico-mas um pouco porque foi difícil executar na fabricação do volume alto. As edições Técnicas e operacionais impediram os CIGS PICOVOLT da descolagem em 2007 e de 2008, e a crise económica que se tornou evidente ao fim de 2008 reduzindo a procura do PICOVOLT total e a factura de accionistas mais cautelosos sobre o financiamento novo risco-asseguraram-se de que houvesse uma espera ainda-mais longa para a comercialização do volume alto. Contudo destas dificuldades, NanoMarkets ainda espera os CIGS PICOVOLT conseguir sobre um gigawatt da produção anual em 2014.
Desempenho dos CIGS PICOVOLT no Mercado Fotovoltaico De fita fina
Quando o potencial do PICOVOLT dos CIGS para uma eficiência de conversão mais alta for o factor principal que mantem a no jogo para o mercado de TFPV, não é único. Seu desempenho não degrada simplesmente devido iluminar-se ou aquecer-se exposição-como as pilhas do PICOVOLT de CdTe PICOVOLT e de um-Si fazer-forneceram que a umidade está excluída eficazmente das pilhas. E, como um semicondutor quaternário (realmente uma liga de duas umas ternárias: o selenide de cobre do índio e o selenide do gálio do cobre), seu composição-e bandgap-estão infinita variáveis baseados nas quantidades relativas de índio e de gálio. Isto podia permitir que o ajustamento do bandgap aperfeiçoe CIGS deutilização do tandem para ambas as camadas do "absorber", diferindo somente dentro composição-ou personalização do bandgap em pilhas da único-junção para combinar condições diferentes da iluminação, tais como a luz artificial. CdTe e as pilhas do PICOVOLT do um-Si não têm esta flexibilidade; estes materiais têm um bandgap fixo. As pilhas de Multijunction baseadas em CdTe ou em um-Si exigiriam materiais completamente diferentes para os "absorber" adicionais; por exemplo, as pilhas do um-Si do multijunction usam tipicamente o Si: Liga do Ge. Finalmente, os CIGS PICOVOLT não sofrem do estigma de incorporar o cádmio tóxico em pilhas quase à extensão que CdTe PICOVOLT faz. Quando for verdadeiro que a maioria de pilhas do PICOVOLT dos CIGS usam actualmente o cádmio na camada da junção, esta camada é diminutively fina e a quantidade de cádmio usada é muito menor do que aquela usada por CdTe PICOVOLT. A camada da junção pode mesmo ser feita de um diferente, não-cádmio-contendo o material, e pelo menos dois fabricantes do PICOVOLT dos CIGS têm eliminado já o cádmio de suas pilhas.
Características de Photovoltaics De fita fina (TFPV) e do Silicone Cristalino (c-Si) Photovoltaics
O potencial do PICOVOLT dos CIGS para uma eficiência mais alta igualmente influencia sua posição entre as outras tecnologias de TFPV em termos das vantagens compartilhadas por todo. A Flexibilidade e o peso leve são dois dos benefícios potenciais chaves do desempenho de TFPV sobre o c-Si PICOVOLT: ambas as características abrem a porta a uma escala de aplicações mais larga e de lugar da instalação, mas a flexibilidade é esperada igualmente permitir uns métodos de fabricação mais baratos, tais como o processamento do rolo-à-rolo. As reduções de custo antecipadas de tais processos são um benefício mesmo se as pilhas e os módulos terminados não são pretendidos se dobrar. A eficiência do PICOVOLT dos CIGS amplia estes benefícios. Por exemplo, onde o peso é um interesse, a área menor do módulo exigida para umas saídas de potência dadas reduz o peso do PICOVOLT dos CIGS proporcional. Para aplicações flexíveis, o tamanho é igualmente um interesse importante. Imagine uma fonte de alimentação flexível do PICOVOLT que deva ser rolada ou vestido; o tamanho de um dispositivo que produz umas saídas de potência dadas (ou as saídas de potência de um dispositivo de um tamanho dado) será especialmente aparente em comparação com outro, dispositivos menos-eficientes.
Arquitetura Interna dos CIGS Photovoltaics
Em sua construção mais básica, uma pilha do PICOVOLT dos CIGS deve conter uma camada do "absorber" dos CIGS, um eléctrodo baixo, e um eléctrodo superior. Se uma carcaça condutora não serve o dever dobro como o eléctrodo baixo também, a seguir uma carcaça separada é igualmente necessário. Actualmente, uma camada separada da junção é usada entre o "absorber" e o eléctrodo superior; há uma possibilidade que os materiais superiores novos do eléctrodo podem igualmente dobrar como a camada da junção. A Capsulagem é exigida igualmente para proteger pilhas dos elementos, e os revestimentos antireflective impulsionam a eficiência. Entre estes materiais, a camada do "absorber" e os materiais da capsulagem provaram o mais desafiante. A camada do "absorber", naturalmente, relaciona-se directamente ao consumo do índio por estas pilhas. Mas os materiais da capsulagem são igualmente críticos ao crescimento dos CIGS PICOVOLT especialmente para aplicações flexíveis.
Como tem sido mencionado já, a capsulagem robusta é exigida para excluir a umidade das pilhas do PICOVOLT dos CIGS porque seu desempenho pode degradar na presença da umidade. Mesmo as quantidades de traço de umidade podem permitir esta degradação, assim que a capsulagem das pilhas deve ser muito eficaz certamente. O Vidro é um encapsulant apropriadamente impermeável, mas não endereça as pilhas usadas nas aplicações flexíveis onde o vidro seria demasiado rígido. Para as pilhas imprensadas entre planos rígidos do vidro, a selagem das bordas não é uma tarefa trivial mas é ainda menos de um problema do que as superfícies inteiras de selagem que se dobrarão no uso. Os fabricantes do PICOVOLT de Alguns CIGS reconheceram estes desafio e mesmo contratos para baixo girados para produzir pilhas e os módulos flexíveis devido a ele. O fundador de Miasolé, David Pearce, começou um risco novo desenvolver soluções da capsulagem para pilhas flexíveis.
Sumário
Da perspectiva da indústria do índio, o crescimento na tecnologia do PICOVOLT dos CIGS conduzirá naturalmente ao crescimento na procura para o índio. NanoMarkets espera CIGS esclarecer ao redor 10 por cento do mercado mundial do índio para o fim do período da previsão. Outros materiais serão afectados demasiado; estes incluem os outros componentes do camada-cobre do "absorber" dos CIGS, gálio, selênio, e (em alguns casos), enxofre-como bons como os produtos intermediários que incluem engasgando os alvos, chapeando banhos, tintas, e seus componentes. Igualmente são incluídos os outros materiais usados nos CIGS PICOVOLT, incluindo carcaças, molibdênio, e os óxidos condutores transparentes (TCOs) que incluem ITO e outro. No caso da maioria destes materiais, os CIGS PICOVOLT são esperados permanecer uma parcela pequena de uso mundial, as exceções que são índio e gálio e os intermediários CIGS-específicos.
Source: Do “Mercados Índio para Photovoltaics”, Relatório de Mercado por Nanomarkets
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