Tamanho do mercado de células solares de película fina CIGS, participação, crescimento e análise da indústria, por tipo (células solares de seleneto de cobre, índio e gálio (CIGS), célula solar de seleneto de cobre e índio (CIS)) por aplicação (residencial, comercial, estação terrestre, outros) e previsão regional para 2033

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VISÃO GERAL DO MERCADO DE CÉLULAS SOLAR DE FILME FINO CIGS

O mercado global de células solares de película fina CIGS está estimado em US$ 3,81 bilhões em 2026. O mercado deve atingir US$ 5 bilhões até 2035, expandindo a um CAGR de 3,1% de 2026 a 2035.

O mercado móvel solar de filmes finos CIGS (Cobre, Índio e Gálio) emergiu como um segmento promissor dentro da indústria de eletricidade renovável. A tecnologia CIGS oferece alto desempenho, flexibilidade e apelo estético, tornando-a ideal para diversos pacotes, que incluem instalações em telhados, energia fotovoltaica incluída em edifícios (BIPV) e soluções solares transportáveis. Ao contrário das células solares convencionais totalmente baseadas em silício, o CIGS utiliza camadas finas de materiais semicondutores, reduzindo as taxas de fabricação e permitindo designs leves e flexíveis. Este mercado tem registado um crescimento impulsionado por melhorias na tecnologia de deposição, pelo aumento da procura por respostas energéticas ecológicas e pelos incentivos das autoridades para a adopção de energias renováveis. Corporações líderes como Solar Frontier, Avancis e Hanergy estão investindo na expansão da fabricação e na melhoria do desempenho. A capacidade da geração de funcionar bem em condições amenas e altas temperaturas aumenta ainda mais sua capacidade de mercado. No entanto, continuam existindo situações exigentes, incluindo altas taxas de produção iniciais e oposição do silício cristalino. Apesar disso, o CIGS está ganhando força devido à sua capacidade de reduzir o custo nivelado de resistência (LCOE) e à sua adequação para pacotes de área de interesse. À medida que as necessidades globais de eletricidade aumentam e a sustentabilidade se torna uma prioridade, prevê-se que o mercado de células solares de película fina CIGS se desenvolva, alimentado pela inovação, pela ajuda política e pelo aumento do interesse dos compradores em fontes de energia renováveis.

PRINCIPAIS CONCLUSÕES

IMPACTO DA COVID-19

 Mercado de células solares de filme fino CIGSTeve um efeito negativo devido às cadeias de suprimentos e à implantação de empreendimentos, Capacidades operacionais reduzidas

A pandemia COVID-19 interrompeu notavelmente o crescimento global do mercado de células solares de filme fino CIGS, afetando a produção, as cadeias de suprimentos e a implantação de empreendimentos. À medida que os confinamentos e as restrições foram aplicados a nível mundial, os centros de produção enfrentaram paralisações prolongadas ou capacidades operacionais reduzidas, o que resultou em atrasos na produção e no transporte. Isto tornou-se particularmente difícil para a tecnologia CIGS, que depende de materiais especializados como o índio e o gálio, cujas cadeias de distribuição foram severamente restringidas durante a pandemia. As perturbações globais globais também impactaram o mercado, com situações de demanda logística atrasando o transporte de matérias-primas e produtos acabados. Além disso, muitos projectos de electricidade renovável foram adiados ou cancelados devido a incertezas económicas, mudanças nas prioridades governamentais e investimentos reduzidos durante o abrandamento monetário.

Os jogadores pequenos e emergentes no mercado CIGS foram os mais atingidos, pois enfrentaram dificuldades na manutenção das operações e na obtenção de investimentos para investigação e desenvolvimento. Embora as grandes empresas conseguissem resistir à crise com a ajuda da alavancagem dos activos existentes, a inovação no sector abrandou. Além disso, a redução dos gastos dos clientes em itens não importantes, como instalações solares, juntamente com as incertezas nas políticas de energia durante a pandemia, enfraqueceram a demanda do mercado. Embora o sector esteja a melhorar progressivamente, a pandemia sublinhou a necessidade de cadeias de abastecimento resilientes e diversas técnicas de produção no mercado móvel solar de película fina CIGS.

ÚLTIMAS TENDÊNCIAS

Surgimento de painéis solares de película fina flexíveis e leves no mercado

Uma moda considerável no mercado de células solares de filme fino CIGS é o reconhecimento crescente de painéis solares flexíveis e leves. Ao contrário dos painéis solares rígidos convencionais, os painéis CIGS flexíveis aproveitam a natureza fina e flexível do tecido semicondutor CIGS, permitindo que sejam incluídos em superfícies e aplicações não convencionais. Esse estilo é impulsionado pela crescente demanda por soluções solares em setores que incluem transporte, dispositivos de energia transportáveis ​​e energia fotovoltaica integrada à construção (BIPV). Por exemplo, painéis CIGS flexíveis estão sendo utilizados em motores elétricos (EVs) e soluções de energia portáteis de rede rançosa devido à sua capacidade de se adaptar a superfícies curvas e funcionar com sucesso sob inúmeras condições de iluminação. Agências líderes, incluindo Hanergy e Solo Power, estão na vanguarda desta inovação, introduzindo painéis com maior durabilidade, desempenho e designs leves. Estes painéis são principalmente atrativos para infraestruturas urbanas, onde a sua integração perfeita em fachadas e telhados de edifícios se alinha com objetivos estéticos e de desempenho elétrico. O modelo também se alinha às metas de sustentabilidade, já que os painéis CIGS flexíveis geralmente exigem menos matéria-prima e eletricidade durante a fabricação. À medida que esta tecnologia amadurece, espera-se que o mercado testemunhe uma adoção semelhante em pacotes de nicho e convencionais, sinalizando uma mudança para soluções solares flexíveis.

• De acordo com o relatório PVPS 2024 da Agência Internacional de Energia, a eficiência de conversão laboratorial de células solares de película fina CIGS e CIS é de aproximadamente 19,2%.

• De acordo com a análise da IDTechEx, os módulos CIGS flexíveis podem ser até 90% mais leves que os painéis de silício cristalino, promovendo a adoção em sistemas fotovoltaicos integrados em edifícios (BIPV) e sistemas de energia transportáveis.

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SEGMENTAÇÃO DO MERCADO DE CÉLULAS SOLAR DE FILME FINO CIGS

Por tipo

Com base no tipo, o mercado global pode ser categorizado em células solares de seleneto de cobre, índio e gálio (CIGS), células solares de seleneto de cobre e índio (CIS).

• Seleneto de cobre, índio e gálio (CIGS): As células solares CIGS são um tipo de era fotovoltaica de filme fino, onde um composto de cobre, índio, gálio e selênio atua como camada absorvente de luz. A adição de gálio complementa a eficiência por meio da otimização da potência do bandgap. Essas células são surpreendentemente verdes, flexíveis e apropriadas para diversas aplicações, como energia fotovoltaica incorporada em edifícios e dispositivos solares transportáveis.   

• Seleneto de cobre e índio (CIS): As células solares do CIS são semelhantes ao CIGS, mas não possuem o componente de gálio, usando apenas cobre, índio e selênio em sua camada de absorção suave. Embora seu desempenho seja ligeiramente inferior ao CIGS, as células CIS são mais simples de fornecer e mantêm um desempenho notável em situações de pouca luz. Eles são normalmente utilizados em programas de nicho e sensíveis ao valor.

Por aplicativo

Com base na aplicação, o mercado global pode ser categorizado em Residencial, Comercial, Estação Terrestre, Outros

• Residencial: Os sistemas solares residenciais envolvem a instalação de painéis solares nos telhados ou montagens no solo de pequena escala para fornecer eletricidade às residências. Os painéis solares de película fina CIGS são perfeitos para uso residencial devido ao seu design leve e flexível e à capacidade de funcionar adequadamente em sombreamento parcial. Esses sistemas ajudam os proprietários a reduzir as taxas de energia e contribuem para necessidades de energia sustentáveis.

• Comercial: As instalações solares comerciais são projetadas para grupos e instalações industriais para compensar o consumo de energia e reduzir os preços operacionais. Os painéis CIGS são cada vez mais utilizados para a construção de sistemas fotovoltaicos integrados (BIPV) e sistemas de cobertura em áreas industriais, devido ao seu encanto estético e eficiência em diversas condições amenas. Eles também auxiliam projetos de sustentabilidade de empresas.

• Estação Terrestre: Os sistemas solares da estação terrestre são instalações de grande escala que geram eletricidade para serviços públicos ou operações em escala comercial. A tecnologia CIGS skinny-movie é utilizada em algumas estações de piso, especificamente em áreas com temperaturas excessivas, nas quais seu coeficiente de temperatura garante um forte desempenho geral em comparação com painéis de silício cristalino.

• Outros: Outras aplicações incluem dispositivos solares portáteis, respostas fora da rede e integração em veículos e wearables. As casas leves e flexíveis dos painéis CIGS os tornam ideais para aplicações inovadoras, incluindo mochilas movidas a energia solar, dispositivos marítimos e sistemas elétricos de socorro em catástrofes. Essa área de interesse destaca a flexibilidade da era CIGS.

DINÂMICA DE MERCADO

A dinâmica do mercado inclui fatores impulsionadores e restritivos, oportunidades e desafios que determinam as condições do mercado.                          

Fatores determinantes

A crescente demanda por soluções de energia renovável impulsiona o mercado

O impulso global na direção da energia sustentável é um grande impulsionador para o mercado de células solares de filme fino CIGS. Governos, empresas e indivíduos estão a adoptar tecnologias de energia renovável para reduzir as emissões de carbono e combater as alterações climáticas. As células solares CIGS são principalmente atraentes devido ao seu alto desempenho, leveza e capacidade de integração perfeita em vários pacotes, incluindo telhados, fachadas de edifícios e soluções de energia portáteis. Subsídios, incentivos fiscais e directrizes favoráveis ​​que apoiam a implantação da energia solar impulsionaram ainda mais a procura. Além disso, a versatilidade dos painéis CIGS em ambientes urbanos e programas de áreas de interesse os posiciona como um desejo preferido para soluções modernas de resistência.

• De acordo com organismos de investigação em energias renováveis, os painéis CIGS podem fornecer uma produção de energia consistente mesmo sob iluminação difusa, permitindo um rendimento 10-20% superior em ambientes sombreados ou de baixa irradiância em comparação com os painéis de silício cristalino.

• Os projetos de demonstração BIPV apoiados pelo governo relatam que os painéis CIGS leves reduziram a carga estrutural em até 40%, tornando-os viáveis ​​para superfícies curvas e integração de veículos elétricos.

Avanços na tecnologia solar de filme fino impulsionam o mercado

As melhorias tecnológicas melhoraram consideravelmente o desempenho e a relação custo-benefício das células solares de película fina CIGS. Técnicas de fabricação aprimoradas, como deposição rolo a rolo e maior automação, diminuíram as despesas de produção e aumentaram a produção. Esses avanços permitem que os painéis CIGS concorram com as células solares convencionais à base de silício. Inovações em designs flexíveis e robustos espalharam novos mercados, de veículos elétricos a dispositivos de força transportáveis, impulsionando o crescimento do mercado.

Fator de restrição

Altos custos iniciais de fabricação e desafios complexos de processos de produção restringem o crescimento do mercado

Um dos fatores de restrição mais importantes para o mercado móvel solar de filme fino CIGS são os excessivos custos de produção preliminares e a complexidade das abordagens de produção. Ao contrário das tradicionais células solares totalmente baseadas em silício, a tecnologia CIGS exige técnicas de deposição superiores, incluindo co-evaporação ou pulverização catódica, para criar as camadas de película fina. Essas abordagens exigem equipamentos especializados, esforços qualificados e controle específico sobre a composição do material, aumentando as despesas de produção. Além disso, as células CIGS dependem de materiais raros e caros, como o índio e o gálio, cuja disponibilidade restrita aumenta ainda mais a carga das taxas. Isto torna difícil para os produtores, principalmente organizações de pequeno e médio porte, obter economias de escala. Como resultado, os painéis solares CIGS frequentemente enfrentam forte concorrência dos painéis de silício cristalino de baixo preço, que dominam o mercado solar. Até que melhorias tecnológicas e melhorias de materiais reduzam os custos de fabricação, esse elemento restritivo continuará restringindo a adoção em grande escala de células solares de película fina CIGS.

• De acordo com a Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), as células solares de película fina CIGS representaram menos de 3% da produção global total de módulos fotovoltaicos (PV) em 2023, destacando a baixa escala industrial e a adoção quando comparadas às tecnologias de silício cristalino.

• Conforme relatado pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos EUA, os módulos CIGS enfrentam atualmente custos de fabricação aproximadamente 15-20% mais altos por watt do que os módulos convencionais à base de silício, devido aos complexos processos de deposição a vácuo necessários.

O surgimento da energia fotovoltaica integrada em edifícios (BIPV) e de aplicações flexíveis cria novas oportunidades no mercado

Oportunidade

O mercado de células solares de filme fino CIGS está abrindo novas possibilidades por meio de sua integração em pacotes revolucionários como energia fotovoltaica integrada em edifícios (BIPV) e soluções de energia flexíveis. O BIPV aproveita os designs leves e personalizáveis ​​dos painéis CIGS para combinar perfeitamente com a construção de fachadas, telhados e janelas residenciais, combinando geração de energia com estética arquitetônica.

Além disso, a flexibilidade dos painéis CIGS permite a sua utilização em mercados emergentes, que consistem em automóveis eléctricos, dispositivos solares portáteis e wearables. À medida que a urbanização e a procura por soluções sustentáveis ​​impulsionam para cima, estes avanços estão a abrir novos fluxos de vendas, a promover parcerias e a fazer crescer um mercado spot para tecnologias solares versáteis e de alta eficiência.

• De acordo com programas governamentais de P&D, os laminados CIGS com peso inferior a 2 kg/m² foram testados em campo em fachadas de edifícios, alcançando uma economia de peso de aproximadamente 50% em comparação com módulos de silício de vidro sobre vidro.

• Relatórios de agências públicas de energia renovável mostram que a procura de energia solar flexível na Ásia-Pacífico nos setores fora da rede e de transportes aumentou 25% em 2023, com o CIGS citado como a principal tecnologia de película fina.

 

A concorrência dos painéis solares de silício cristalino pode ser um desafio potencial para o mercado

Desafio

Uma grande tarefa para o mercado móvel solar de filme fino CIGS é a oposição aos painéis solares de silício cristalino (c-Si), que dominam o mercado solar mundial. Os painéis de silício são amplamente adotados devido aos seus custos mais baixos, melhor escalabilidade de produção e cadeias de entrega bem instaladas. Em contraste, os painéis CIGS requerem materiais luxuosos como índio e gálio e dependem de abordagens de fabrico complexas, tornando-os menos agressivos em termos de taxas.

Além disso, a lacuna de eficiência entre as duas tecnologias, embora diminua, ainda favorece o silício em muitas aplicações em grande escala. Superar esta tarefa exigiria avanços perseverantes no desempenho da produção e no posicionamento estratégico do CIGS em mercados de área de interesse.

• Os dados do departamento de energia do governo afirmam que os módulos de silício cristalino representavam cerca de 95% das instalações solares globais em 2023, deixando o CIGS com menos de 5% de participação de mercado em implantações em escala de serviços públicos.

• As análises da política tecnológica observam que os investimentos iniciais em equipamentos para linhas de deposição CIGS são em média de 200 milhões de dólares para uma capacidade anual de 100 MW, em comparação com 100 milhões de dólares para uma linha de silício de produção semelhante.

 

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PERSPECTIVAS REGIONAIS DO MERCADO DE CÉLULAS SOLARES DE FILME FINO CIGS

• América do Norte

A América do Norte desempenha uma posição dominante no mercado móvel solar de película fina CIGS devido à sua forte consciência sobre a adoção de energia renovável, incentivos governamentais e avanços tecnológicos. A área beneficia de níveis excessivos de investimento em energia limpa e infra-estruturas solares, criando uma necessidade de tecnologia solar moderna. Além disso, as agências na América do Norte são líderes na pesquisa e desenvolvimento do CIGS, aproveitando o boom do mercado.

 Os EUA são um ator importante, com grandes empresas investindo na expansão da produção de CIGS e no aumento da adoção da eletricidade solar. O compromisso dos EUA com a sustentabilidade e a transição energética acelera ainda mais o crescimento do mercado.

• Europa

A Europa desempenha um papel dominante na participação de mercado de células solares de filme fino CIGS devido à sua forte dedicação à força renovável e aos ambiciosos sonhos de sustentabilidade. A União Europeia (UE) estabeleceu objetivos agressivos para diminuir as emissões de carbono e aumentar a proporção de energia renovável, tornando a energia solar uma prioridade. Como resultado final, países como a Alemanha, Espanha e França estão a ajudar activamente a melhoria e implantação de tecnologia solar superior, incluindo CIGS. Além disso, a Europa é o lar de vários fabricantes importantes de CIGS, incluindo Avancis e Solibro, que fizeram grandes progressos na melhoria do desempenho e da escalabilidade das células solares CIGS. A ênfase da vizinhança na inovação e em soluções de energia inexperientes criou um ambiente positivo para o desenvolvimento da geração CIGS. Com uma procura crescente por painéis solares flexíveis e esteticamente apelativos, a robusta infra-estrutura de mercado da Europa, os incentivos governamentais e o elevado reconhecimento ambiental contribuem para a sua posição como líder global no mercado móvel solar de filmes finos do CIGS.

• Ásia

A Ásia desempenha um papel dominante no mercado de células solares de filme fino CIGS devido ao seu controle na produção e ao forte apoio governamental à energia renovável. Países como a China, o Japão e a Coreia do Sul estão na vanguarda da melhoria e adoção da era solar. A China, especialmente, é líder mundial na fabricação de energia solar, com grandes investimentos na geração de CIGS, apresentando respostas com boa relação custo-benefício e aumentando a produção. O conhecimento das autoridades chinesas sobre a redução das emissões de carbono e o aumento do potencial de electricidade renovável impulsionou o crescimento dentro da zona solar, incluindo as células de filme fino CIGS. O Japão tem sido um participante importante na tecnologia CIGS, com grupos como a Solar Frontier ultrapassando os limites do desempenho e do desempenho geral. As melhorias tecnológicas e as fortes capacidades de produção da Coreia do Sul embelezam igualmente a posição da Ásia no mercado. A enorme base de produção da Ásia, combinada com regulamentações favoráveis, alta demanda por resistência suave e um ponto focal na inovação tecnológica, consolidou o papel dominante da região no mercado de células solares de película fina CIGS.

PRINCIPAL ATOR DA INDÚSTRIA

Principais players da indústria moldando o mercado por meio da inovação e expansão do mercado

Os principais players empresariais no mercado de células solares de película fina CIGS incluem a Hanergy, uma empresa chinesa que lidera o mercado com suas melhorias CIGS por meio de fabricantes como Solibro e Miasole. A Solar Frontier, com sede no Japão, é outro participante predominante, conhecida por seus painéis solares CIGS de alto desempenho. Avancis, uma empresa alemã, é especializada no avanço da tecnologia CIGS para pacotes comerciais e residenciais de grande escala.

• Solar Frontier: De acordo com pesquisas estratégicas do LBNL, a Solar Frontier foi classificada como a maior fabricante global de CIGS no início da década de 2010, produzindo aproximadamente 577 MW de módulos somente em 2011.

• SoloPower: Relatórios apoiados pelo Departamento de Energia dos EUA indicam que a SoloPower desenvolveu painéis flexíveis ultraleves implantados em projetos BIPV, com certificações de produção que permitem o uso em superfícies verticais e curvas.

A Soltecture, uma empresa alemã, também contribui para o mercado com seus produtos de filmes skinny baseados em CIGS. A SoloPower, com sede nos EUA, desenvolve módulos CIGS flexíveis para vários pacotes, incluindo rooftops e dispositivos portáteis. Essas empresas impulsionam a inovação e a expansão no mercado solar CIGS.

Lista das principais empresas de células solares de filme fino CIGS

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

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA

Abril de 2023:  A Hanergy, líder global em tecnologia solar de película fina, fez um grande progresso no aumento de sua capacidade de produção ao organizar uma nova instalação de fabricação de CIGS na China. Espera-se que esta instalação ajude a atender à crescente demanda por soluções de energia renovável e amplifique a participação da Hanergy no mercado global.

A Avancis, totalmente sediada na Alemanha, anunciou um aumento no potencial de produção dos seus painéis solares CIGS, focados em iniciativas empresariais e residenciais de grande escala. A sua consciência está em expandir a sua presença no mercado na Europa e na América do Norte.

A Solar Frontier, um dos principais produtores japoneses de células solares CIGS, revelou um novo painel solar CIGS de alto desempenho com uma taxa de eficiência superior a 23%. Este desenvolvimento visa melhorar o desempenho de sua tecnologia solar de filme fino, tornando-a mais agressiva com os painéis tradicionais à base de silício.

COBERTURA DO RELATÓRIO       

O mercado de células solares de filmes finos CIGS está experimentando um aumento gigantesco, impulsionado por melhorias tecnológicas, pela multiplicação da demanda por energia renovável e por uma mudança em direção a respostas elétricas mais sustentáveis. A geração CIGS oferece vários benefícios em relação às células solares convencionais baseadas em silício, incluindo flexibilidade, design leve e melhor desempenho geral em condições de baixa e alta temperatura. Isso torna os painéis CIGS extremamente adequados para diversas aplicações, como energia fotovoltaica incluída na construção (BIPV), dispositivos transportáveis ​​e carros elétricos. No entanto, permanecem situações exigentes, nomeadamente relacionadas com os elevados custos iniciais de produção, a complexidade da produção e a concorrência das células solares de silício cristalino, mais aderidas ao mercado. Apesar destas situações exigentes, o mercado CIGS está preparado para um boom, impulsionado pela ajuda de investigação e desenvolvimento contínuos que visam melhorar o desempenho e reduzir as despesas de produção. Jogadores importantes como Solar Frontier, Hanergy e Avancis estão investindo pesadamente no aumento das capacidades de produção e na introdução de inovações para melhorar ainda mais o desempenho e a escalabilidade da geração CIGS. O mercado também está a ser formado através de regras de apoio das autoridades, do desenvolvimento da atenção ambiental e da aproximação mundial de respostas de poder fáceis. À medida que o preço da produção de CIGS continua a diminuir e o desempenho aumenta, é muito provável que a tecnologia desempenhe um papel cada vez mais importante na transição global para a energia renovável, criando novas oportunidades em mercados emergentes e emergentes.