Tamaño, participación, crecimiento y análisis de la industria del mercado de células solares de película delgada CIGS, por tipo (células solares de seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), células solares de seleniuro de cobre e indio (CIS)) por aplicación (residencial, comercial, estación terrestre, otras) y pronóstico regional hasta 2033

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DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MERCADO DE CÉLULAS SOLARES DE PELÍCULA FINA DE CIGS

Se estima que el mercado mundial de células solares de película fina CIGS estará valorado en 3,81 mil millones de dólares estadounidenses en 2026. Se prevé que el mercado alcance los 5 mil millones de dólares estadounidenses en 2035, expandiéndose a una tasa compuesta anual del 3,1% de 2026 a 2035.

El mercado de móviles solares de película delgada CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) se ha convertido en un segmento prometedor dentro de la industria de la electricidad renovable. La tecnología CIGS ofrece alto rendimiento, flexibilidad y atractivo estético, lo que la hace ideal para diversos paquetes, que incluyen instalaciones en tejados, energía fotovoltaica incluida en edificios (BIPV) y soluciones solares transportables. A diferencia de las células solares convencionales basadas en silicio, CIGS utiliza capas delgadas de materiales semiconductores, lo que reduce los costos de fabricación y permite diseños livianos y flexibles. Este mercado ha experimentado un crecimiento impulsado por las mejoras en la tecnología de deposición, la creciente demanda de soluciones energéticas ecológicas y los incentivos de las autoridades para la adopción de energía renovable. Corporaciones líderes como Solar Frontier, Avancis y Hanergy están invirtiendo en ampliar la fabricación y mejorar el rendimiento. La capacidad de la tecnología para funcionar bien en condiciones de poca luz y altas temperaturas mejora aún más su capacidad de mercado. Sin embargo, persisten situaciones exigentes como los altos costes de producción inicial y la oposición del silicio cristalino. A pesar de esto, CIGS está ganando terreno debido a su capacidad para reducir el costo nivelado de resistencia (LCOE) y su idoneidad para paquetes de áreas de interés. A medida que aumentan las necesidades mundiales de electricidad y la sostenibilidad se convierte en una prioridad, se prevé que se desarrolle el mercado de células solares de película delgada CIGS, impulsado por la innovación, la ayuda política y el creciente interés de los compradores en las fuentes de energía renovables.

HALLAZGOS CLAVE

IMPACTO DEL COVID-19

 Mercado de células solares de película delgada CIGSTuvo un efecto negativo debido a las cadenas de suministro y el despliegue de empresas. Capacidades operativas reducidas

La pandemia de COVID-19 interrumpió notablemente el crecimiento del mercado mundial de células solares de película delgada CIGS, afectando la producción, las cadenas de suministro y el despliegue de empresas. A medida que se impusieron cierres y restricciones en todo el mundo, los centros de producción enfrentaron cierres prolongados o capacidades operativas reducidas, lo que provocó retrasos en la producción y el transporte. Esto se volvió especialmente difícil para la tecnología CIGS, que se basa en materiales especializados como el indio y el galio, cuyas cadenas de suministro se vieron gravemente limitadas durante la pandemia. Las interrupciones en el intercambio internacional también afectaron al mercado, con problemas logísticos que retrasaron el transporte de materias primas y productos terminados. Además, muchos proyectos de electricidad renovable se habían pospuesto o cancelado debido a las incertidumbres económicas, el cambio de prioridades gubernamentales y la reducción de las inversiones durante la desaceleración monetaria.

Los actores pequeños y emergentes del mercado CIGS fueron los más afectados, ya que enfrentaron dificultades para mantener las operaciones y asegurar inversiones para investigación y desarrollo. Si bien las grandes corporaciones lograron capear el desastre con la ayuda de aprovechar los activos existentes, la innovación dentro del sector se desaceleró. Además, la reducción del gasto de los consumidores en bienes no esenciales, incluidas instalaciones solares, junto con las incertidumbres en las políticas energéticas durante la pandemia, debilitaron la demanda del mercado. Aunque el sector está mejorando progresivamente, la pandemia subrayó la necesidad de cadenas de suministro resistentes y una variedad de sistemas de producción en el mercado de dispositivos móviles solares de película delgada CIGS.

ÚLTIMAS TENDENCIAS

Aparición en el mercado de unidades de paneles solares de película delgada, flexibles y livianas

Una tendencia importante en el mercado de células solares de película delgada CIGS es la creciente popularidad de los paneles solares flexibles y livianos. A diferencia de los paneles solares rígidos convencionales, los paneles CIGS flexibles aprovechan la naturaleza delgada y flexible del tejido semiconductor CIGS, lo que les permite incluirse en superficies y aplicaciones no convencionales. Esta moda está impulsada por la creciente demanda de soluciones solares en sectores como el transporte, los dispositivos de energía portátiles y la energía fotovoltaica integrada en la construcción (BIPV). Por ejemplo, los paneles CIGS flexibles se están utilizando en motores eléctricos (EV) y sistemas de energía portátiles de red eléctrica debido a su capacidad para adaptarse a superficies curvas y funcionar de manera eficiente en diferentes condiciones de iluminación. Agencias líderes como Hanergy y Solo Power están a la vanguardia de esta innovación, introduciendo paneles con mayor durabilidad, rendimiento y diseños livianos. Estos paneles son principalmente atractivos para infraestructura urbana, donde su perfecta integración en fachadas y tejados de edificios se alinea con objetivos estéticos y de rendimiento eléctrico. El modelo también se alinea con los objetivos de sostenibilidad, ya que los paneles CIGS flexibles generalmente requieren menos materia prima y electricidad durante su fabricación. A medida que esta tecnología madure, se espera que el mercado sea testigo de una adopción similar en paquetes de nicho y convencionales, lo que indica un cambio hacia soluciones solares flexibles.

• Según el informe PVPS 2024 de la Agencia Internacional de Energía, la eficiencia de conversión de los laboratorios de células solares de película fina de los CIGS y la CEI es aproximadamente del 19,2%.

• Según el análisis de IDTechEx, los módulos CIGS flexibles pueden ser hasta un 90% más livianos que los paneles de silicio cristalino, lo que promueve la adopción en sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV) y sistemas de energía transportables.

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SEGMENTACIÓN DEL MERCADO DE CÉLULAS SOLARES DE PELÍCULA FINA DE CIGS

Por tipo

Según el tipo, el mercado global se puede clasificar en células solares de seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), células solares de seleniuro de cobre e indio (CIS).

• Seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS): Las células solares CIGS son un tipo de tecnología fotovoltaica de película delgada en la que un compuesto de cobre, indio, galio y selenio actúa como capa absorbente de luz. La adición de galio complementa la eficiencia mediante la optimización de la potencia de banda prohibida. Estas células son sorprendentemente ecológicas, flexibles y adecuadas para diversas aplicaciones, como la energía fotovoltaica incorporada en edificios y los dispositivos solares portátiles.   

• Seleniuro de cobre e indio (CIS): las células solares CIS son similares a las CIGS, pero carecen del factor galio y utilizan solo cobre, indio y selenio en su capa absorbente suave. Si bien su rendimiento es ligeramente inferior al de las CIGS, las células CIS son más sencillas de suministrar y mantienen un rendimiento notable en situaciones de poca luz. Por lo general, se utilizan en programas de nicho y de valor delicado.

Por aplicación

Según la aplicación, el mercado global se puede clasificar en residencial, comercial, estación terrestre y otros.

• Residencial: Los sistemas solares residenciales implican la instalación de paneles solares en tejados o montajes en el suelo a pequeña escala para ofrecer electricidad a los hogares. Los paneles solares de película delgada CIGS son perfectos para uso residencial debido a su diseño liviano y flexible y a su capacidad para funcionar correctamente en sombra parcial. Estos sistemas ayudan a los propietarios a reducir los costos de energía y contribuyen a las necesidades de energía sostenible.

• Comercial: Las instalaciones solares comerciales están diseñadas para grupos e instalaciones industriales para compensar el consumo de energía y reducir los precios operativos. Los paneles CIGS se utilizan cada vez más para la construcción de sistemas fotovoltaicos integrados (BIPV) y de tejados en áreas industriales, gracias a su atractivo estético y eficiencia en diferentes condiciones de luz. También ayudan a los proyectos de sostenibilidad de las empresas.

• Estación terrestre: Los sistemas solares de estación terrestre son instalaciones a gran escala que generan electricidad para servicios públicos u operaciones a escala empresarial. La tecnología de película delgada CIGS se utiliza en algunas estaciones de piso, específicamente en áreas con temperaturas altas, donde su coeficiente de temperatura garantiza un rendimiento general sólido en comparación con los paneles de silicio cristalino.

• Otros: Otras aplicaciones incluyen dispositivos solares portátiles, soluciones fuera de la red e integración en vehículos y dispositivos portátiles. Las casas livianas y flexibles de los paneles CIGS los hacen ideales para aplicaciones innovadoras, incluidas mochilas alimentadas por energía solar, dispositivos marinos y sistemas eléctricos de alivio de catástrofes. Esta área de interés destaca la flexibilidad de la era CIGS.

DINÁMICA DEL MERCADO

La dinámica del mercado incluye factores impulsores y restrictivos, oportunidades y desafíos que indican las condiciones del mercado.                          

Factores impulsores

La creciente demanda de soluciones de energía renovable impulsa el mercado

El impulso global hacia la energía sostenible es un gran impulsor para el mercado de células solares de película delgada CIGS. Los gobiernos, las empresas y las personas están adoptando tecnología de energía renovable para reducir las emisiones de carbono y combatir el cambio climático. Las células solares CIGS son atractivas principalmente por su alto rendimiento, su peso ligero y su capacidad para combinarse perfectamente en diferentes paquetes, incluidos tejados, fachadas de edificios y soluciones de energía portátiles. Los subsidios, los incentivos fiscales y las directrices favorables que ayudan al despliegue de la energía solar han impulsado aún más la demanda. Además, la versatilidad de los paneles CIGS en entornos urbanos y programas de áreas de interés los posiciona como un deseo preferido de soluciones de resistencia modernas.

• Según los organismos de investigación de energías renovables, los paneles CIGS pueden ofrecer una potencia de salida constante incluso bajo iluminación difusa, lo que permite un rendimiento entre un 10% y un 20% mayor en entornos sombreados o de baja irradiancia en comparación con los paneles de silicio cristalino.

• Los proyectos de demostración de BIPV respaldados por el gobierno informan que los paneles CIGS livianos redujeron la carga estructural hasta en un 40%, lo que los hace viables para superficies curvas y la integración de vehículos eléctricos.

Los avances en la tecnología solar de película delgada impulsan el mercado

Las mejoras tecnológicas han mejorado considerablemente el rendimiento y la relación calidad-precio de las células solares de película fina CIGS. Las técnicas de fabricación mejoradas, como la deposición rollo a rollo y una mayor automatización, han reducido los gastos de producción y han aumentado la producción. Estos avances permiten que los paneles CIGS compitan con las células solares convencionales basadas en silicio. Las innovaciones en diseños flexibles y resistentes han extendido nuevos mercados, desde vehículos eléctricos hasta dispositivos portátiles de potencia, aprovechando el crecimiento del mercado.

Factor de restricción

Los altos costos iniciales de fabricación y los desafíos complejos de los procesos de producción limitan el crecimiento del mercado

Uno de los factores restrictivos más importantes para el mercado de móviles solares de película delgada CIGS son los excesivos costes de producción preliminares y la complejidad de los enfoques de producción. A diferencia de las células solares tradicionales basadas en silicio, la tecnología CIGS requiere técnicas de deposición superiores, incluida la coevaporación o la pulverización catódica, para crear capas de película delgada. Estos enfoques requieren equipos especializados, esfuerzos especializados y control específico sobre la composición del material, lo que aumenta los gastos de producción. Además, las células CIGS dependen de materiales raros y costosos, como el indio y el galio, cuya disponibilidad limitada aumenta aún más la carga financiera. Esto dificulta que los productores, principalmente las pequeñas y medianas organizaciones, logren economías de escala. Como resultado, los paneles solares CIGS a menudo enfrentan una dura competencia de los paneles de silicio cristalino de menor precio, que dominan el mercado solar. Hasta que las mejoras tecnológicas y materiales reduzcan los costos de fabricación, este elemento restrictivo seguirá limitando la adopción generalizada de células solares de película delgada CIGS.

• Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), las células solares de película delgada CIGS representaron menos del 3% de la producción total mundial de módulos fotovoltaicos (PV) en 2023, lo que pone de relieve la baja escala industrial y la adopción en comparación con las tecnologías de silicio cristalino.

• Según lo informado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU., los módulos CIGS actualmente enfrentan costos de fabricación por vatio aproximadamente entre un 15% y un 20% más altos que los módulos convencionales basados ​​en silicio, debido a los complejos procesos de deposición al vacío requeridos.

La aparición de la energía fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) y las aplicaciones flexibles crea nuevas oportunidades dentro del mercado

Oportunidad

El mercado de células solares de película delgada CIGS está abriendo nuevas posibilidades a través de su integración en paquetes revolucionarios como la energía fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) y soluciones energéticas flexibles. BIPV aprovecha los diseños livianos y personalizables de los paneles CIGS para combinarlos a la perfección en la construcción de fachadas, tejados y ventanas de viviendas, combinando la generación de energía con la estética arquitectónica.

Además, la flexibilidad de los paneles CIGS permite su uso en mercados emergentes, como automóviles eléctricos, dispositivos solares portátiles y dispositivos portátiles. A medida que la urbanización y la demanda de soluciones sostenibles aumentan, estos avances están abriendo nuevas corrientes de ventas, fomentando asociaciones y haciendo crecer un mercado spot para tecnologías solares versátiles y de alta eficiencia.

• Según los programas gubernamentales de I+D, los laminados CIGS que pesan menos de 2 kg/m² se han probado en el campo en fachadas de edificios, logrando un ahorro de peso de ~50 % en comparación con los módulos de silicio de vidrio sobre vidrio.

• Los informes de las agencias públicas de energía renovable muestran que la demanda de Asia y el Pacífico de energía solar flexible en los sectores fuera de la red y de transporte aumentó un 25% en 2023, y se cita a CIGS como la principal tecnología de película delgada.

 

La competencia de los paneles solares de silicio cristalino podría ser un desafío potencial para el mercado

Desafío

Una gran tarea para el mercado de dispositivos solares de película delgada CIGS es la oposición de los paneles solares de silicio cristalino (c-Si), que dominan el mercado solar mundial. Los paneles de silicio se adoptan ampliamente debido a sus costos más bajos, una mejor escalabilidad de producción y cadenas de suministro bien instaladas. Por el contrario, los paneles CIGS requieren materiales lujosos como el indio y el galio y dependen de enfoques de fabricación complejos, lo que los hace menos agresivos en términos de costos.

Además, la brecha de eficiencia entre las dos tecnologías, aunque se reduce, favorece al silicio en muchas aplicaciones a gran escala. Superar esta tarea requeriría avances constantes en el desempeño de la producción y el posicionamiento estratégico de CIGS en los mercados de áreas de interés.

• Los datos del departamento de energía del gobierno indican que los módulos de silicio cristalino representaron ~95% de las instalaciones solares globales en 2023, lo que dejó a CIGS con menos del 5% de participación de mercado en implementaciones a escala de servicios públicos.

• Los análisis de políticas tecnológicas señalan que las inversiones iniciales en equipos para las líneas de deposición CIGS promedian 200 millones de dólares para una capacidad anual de 100 MW, en comparación con 100 millones de dólares para una línea de silicio de producción similar.

 

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PERSPECTIVAS REGIONALES DEL MERCADO DE CÉLULAS SOLARES DE PELÍCULA FINA DE CIGS

• América del norte

América del Norte ocupa una posición dominante en el mercado de dispositivos móviles solares de película delgada CIGS debido a su sólida conciencia sobre la adopción de energías renovables, incentivos gubernamentales y avances tecnológicos. La región se beneficia de altos niveles de inversión en energía limpia e infraestructura solar, lo que genera una demanda de tecnología solar moderna. Además, las agencias en América del Norte están liderando el camino en la investigación y el desarrollo de CIGS, aprovechando el auge del mercado.

 Estados Unidos es un actor clave, y las principales empresas invierten en ampliar la fabricación de CIGS e impulsar la adopción de la electricidad solar. El compromiso de Estados Unidos con la sostenibilidad y la transición energética acelera aún más el crecimiento del mercado.

• Europa

Europa desempeña un papel dominante en la cuota de mercado de células solares de película fina CIGS debido a su fuerte dedicación a la fuerza renovable y a sus ambiciosos sueños de sostenibilidad. La Unión Europea (UE) ha fijado objetivos agresivos para disminuir las emisiones de carbono y aumentar la proporción de energía renovable, haciendo de la energía solar una prioridad. Como resultado final, países como Alemania, España y Francia están ayudando activamente a mejorar y desplegar tecnología solar superior, incluido CIGS. Además, Europa alberga numerosos fabricantes importantes de CIGS, incluidos Avancis y Solibro, que han logrado grandes avances en la mejora del rendimiento y la escalabilidad de las células solares CIGS. El énfasis de la región en la innovación y las soluciones energéticas verdes ha creado un entorno positivo para que prospere la generación de CIGS. Con una demanda creciente de paneles solares flexibles y estéticamente atractivos, la sólida infraestructura del mercado de Europa, los incentivos gubernamentales y el alto reconocimiento ambiental contribuyen a su posición como líder global dentro del mercado de dispositivos móviles solares de película delgada CIGS.

• Asia

Asia desempeña un papel dominante en el mercado de células solares de película delgada CIGS debido a su liderazgo en la producción y al fuerte apoyo gubernamental a las energías renovables. Países como China, Japón y Corea del Sur están a la vanguardia de la mejora y adopción de la era solar. China, en particular, es líder mundial en fabricación de energía solar, con grandes inversiones en generación de CIGS, lo que presenta respuestas rentables y aumenta la producción. La preocupación del gobierno chino por reducir las emisiones de carbono y aumentar el potencial de la electricidad renovable ha impulsado el crecimiento dentro de la zona solar, incluidas las células de película delgada CIGS. Japón ha sido un actor clave en la tecnología CIGS, con grupos como Solar Frontier superando los límites del rendimiento y el rendimiento general. Las mejoras tecnológicas y las sólidas capacidades de producción de Corea del Sur embellecen de manera similar la posición de Asia en el mercado. La enorme base de producción de Asia, combinada con regulaciones favorables, una alta demanda de resistencia suave y un enfoque en la innovación tecnológica, ha consolidado el papel dominante de la región en el mercado de células solares de película fina CIGS.

JUGADOR CLAVE DE LA INDUSTRIA

Actores clave de la industria que dan forma al mercado a través de la innovación y la expansión del mercado

Los actores empresariales clave en el mercado de células solares de película delgada CIGS incluyen a Hanergy, una corporación china que lidera el mercado con sus mejoras CIGS a través de marcas como Solibro y Miasole. Solar Frontier, con sede en Japón, es otro actor importante, conocido por sus paneles solares CIGS de alta eficiencia. Avancis, una empresa comercial alemana, se especializa en el avance de la tecnología CIGS para paquetes comerciales y residenciales a gran escala.

• Solar Frontier: Según las encuestas estratégicas de LBNL, Solar Frontier se clasificó como el mayor fabricante mundial de CIGS a principios de la década de 2010, produciendo aproximadamente 577 MW de módulos solo en 2011.

• SoloPower: informes respaldados por el Departamento de Energía de EE. UU. indican que SoloPower desarrolló paneles flexibles ultraligeros implementados en proyectos BIPV, con certificaciones de producción que permiten su uso en superficies verticales y curvas.

Soltecture, una empresa alemana, también contribuye al mercado con sus productos de películas delgadas basados ​​en CIGS. SoloPower, con sede en EE. UU., desarrolla módulos CIGS flexibles para una variedad de programas, incluidos tejados y dispositivos portátiles. Estas empresas impulsan la innovación y la expansión en el mercado solar CIGS.

Lista de las principales empresas de células solares de película fina CIGS

• Solar Frontier (Japan)
• SoloPower (U.S.)
• Avancis (Germany)
• Siva Power (U.S.)
• Hanergy (China)
• Solibro (Hanergy) (China)
• Miasole (U.S.)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA

Abril de 2023: Hanergy, líder mundial en tecnología solar de película delgada, logró avances importantes en la ampliación de su capacidad de producción al organizar una nueva instalación de fabricación de CIGS en China. Se espera que esta instalación ayude a satisfacer la creciente demanda de soluciones de energía renovable y amplifique la participación de Hanergy en el mercado global.

Avancis, con sede íntegramente en Alemania, anunció un aumento del potencial de producción de sus paneles solares CIGS, enfocados a iniciativas comerciales y residenciales de gran escala. Su objetivo es ampliar su presencia en el mercado en Europa y América del Norte.

Solar Frontier, un productor japonés líder de células solares CIGS, presentó un nuevo panel solar CIGS de alto rendimiento con una tasa de eficiencia superior al 23%. Este desarrollo tiene como objetivo mejorar el rendimiento de su tecnología solar de película delgada, haciéndola más agresiva con los paneles tradicionales basados ​​en silicio.

COBERTURA DEL INFORME       

El mercado de células solares de película delgada CIGS está experimentando un crecimiento gigantesco, impulsado por mejoras tecnológicas, una demanda multiplicada de energía renovable y un cambio hacia soluciones eléctricas más sostenibles. La generación CIGS ofrece varias ventajas sobre las células solares convencionales basadas en silicio, que incluyen flexibilidad, diseño liviano y mejor rendimiento en condiciones de baja luz y alta temperatura. Esto hace que los paneles CIGS sean extremadamente adecuados para diversas aplicaciones, como la energía fotovoltaica incluida en la construcción (BIPV), dispositivos portátiles y automóviles eléctricos. Sin embargo, persisten situaciones difíciles, en particular las relacionadas con los elevados costes iniciales de producción, la complejidad de la producción y la competencia de las células solares de silicio cristalino, que están más presentes en el mercado. A pesar de estas situaciones exigentes, el mercado de CIGS está preparado para experimentar un auge, impulsado con la ayuda de investigación y desarrollo continuos destinados a mejorar el rendimiento y reducir los gastos de fabricación. Actores clave como Solar Frontier, Hanergy y Avancis están invirtiendo fuertemente en aumentar las capacidades de producción e introducir innovaciones para mejorar aún más el rendimiento y la escalabilidad de la generación de CIGS. El mercado también se está formando a través de reglas de apoyo de las autoridades, el desarrollo de la atención ambiental y el impulso mundial hacia respuestas de poder fácil. A medida que el costo de producción de CIGS sigue bajando y la eficiencia mejora, es muy probable que la tecnología desempeñe un papel cada vez más importante en la transición global hacia la energía renovable, creando nuevas oportunidades tanto en los mercados establecidos como en los emergentes.