薄膜太陽電池市場 サイズと展望 2025-2033

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市場動向

世界の薄膜太陽光発電市場の推進要因:

都市化と空間の制約

都市化の進行と太陽光発電設備の限られたスペースが相まって、コンパクトで省スペースの太陽光発電ソリューションの需要が高まっています。軽量で柔軟性のある薄膜 PV 技術は、屋上スペースが限られていたり不規則な形状をしている都市環境に最適です。薄膜ソーラー パネルは、特に BIPV システムの場合、建物のファサード、窓、屋上にシームレスに統合できます。

世界の都市人口が増加するにつれ、限られたスペースと持続可能なエネルギーソリューションの必要性により、都市はますます多くの課題に直面しています。人口密度の高い都市部における従来の屋上ソーラー設備は、屋上の占有面積が小さいこと、近隣の建物による日陰、およびゾーニング制限によって制限される場合があります。さらに、都市の住民と企業は、美観と機能性を維持しながら、建築環境にシームレスに溶け込むエネルギーソリューションを求めています。国連は、世界の都市人口が 2030 年までに 49 億人に達し、世界人口の 60% を占めると予測しています。国連は、2050 年までに世界人口の 68% が都市に住むと予測しています。

さらに、スペースが限られている都市環境には、人口密度の高い市街地、建築物の保存が義務付けられている歴史地区、屋上へのアクセスが制限されている高層ビルなどがあります。薄膜 PV 技術は、柔軟性、軽量設計、建物のファサード、窓、バルコニーなどのさまざまな表面への統合により、これらの用途において従来のシリコンベースのソーラーパネルよりも優れています。

さらに、地方自治体や都市計画担当者は、温室効果ガスの排出を削減し、エネルギーの回復力を高め、より持続可能な都市を創出するために、再生可能エネルギー技術を都市インフラに組み込むことの重要性をますます認識しています。米国エネルギー省の太陽エネルギー技術局 (SETO) は、米国薄膜太陽光発電の推進のための資金提供機会を発表しました。この資金提供機会では、2 つの主要な薄膜太陽光発電 (PV) 技術の研究、開発、および実証プロジェクトに 3,600 万ドルが提供されます。この機会によって資金提供されるプロジェクトは、2035 年までに脱炭素電力システムへの公平な移行を確実にし、太陽光発電を国のエネルギー グリッドに安全かつ堅牢で信頼性の高い方法で統合するのに役立ちます。

世界の薄膜太陽光発電市場の制約:

効率の限界

薄膜 PV 技術の進歩にもかかわらず、従来の結晶シリコン太陽電池は太陽光を電気に変換する効率が依然として優れています。薄膜ソーラーパネルは一般的に効率レベルが低いため、特にスペースが限られており、最大のエネルギー出力が重要な用途では、その競争力が制限される可能性があります。

国際エネルギー機関 (IEA) によると、薄膜 PV モジュールの平均効率は 7% ～ 18% です。ただし、薄膜太陽電池の効率は、使用する半導体材料によって異なります。最初の薄膜 PV 技術であるアモルファス シリコン パネルの平均エネルギー変換効率は 6% ～ 8% です。一方、結晶シリコン セルは、結晶格子で結合したシリコン原子でできており、光を電気に変換する効率が向上しています。単結晶セルの実験室でのエネルギー変換効率は 25% を超え、多結晶セルの効率は 20% を超えています。標準テスト条件下では、工業的に生産されたソーラー モジュールの効率は 18% ～ 22% の範囲です。この効率のギャップは、特にスペースの制約やエネルギー密度の要件が重要な場合に、薄膜 PV システムの全体的なパフォーマンスと競争力に影響を与える可能性があります。

さらに、薄膜 PV 技術の効率は、材料科学、デバイス エンジニアリング、製造プロセスの進歩によって向上しています。ペロブスカイト ベースの太陽電池などの薄膜材料のブレークスルーにより、将来的には効率が向上し、結晶シリコン技術との性能の差が縮まることが期待されます。

世界の薄膜太陽光発電市場の機会:

エネルギー貯蔵とスマートグリッドとの統合

薄膜 PV システムをバッテリーやスマート グリッド インフラストラクチャなどのエネルギー貯蔵技術と統合すると、エネルギー管理、グリッドの安定性、需要応答機能の向上の可能性が広がります。薄膜ソーラー パネルをエネルギー貯蔵ソリューションと組み合わせることで、自給自足型マイクログリッド、オフグリッド電力システム、ハイブリッド再生可能エネルギー設備を形成できます。

国際エネルギー機関（IEA）によると、コストの低下、政策支援、再生可能エネルギーの統合の増加により、エネルギー貯蔵システムの世界的な導入が急速に拡大しています。国際エネルギー機関（IEA）によると、揚水発電を除く世界のエネルギー貯蔵総容量は、2030年までに1テラワット時を超えると予想されています。IEAのネットゼロシナリオによると、グリッドスケールのバッテリー貯蔵容量は2022年から2030年の間に35倍に増加し、約970GWに達します。2023年から2030年の間には、毎年約120GWの新規容量が必要になります。

さらに、リチウムイオン、フロー、固体電池などの電池技術の進歩により、大幅なコスト削減と性能向上が実現しました。ブルームバーグNEF（BNEF）の年次電池価格調査によると、リチウムイオン電池の価格は2023年に14％下落し、1kWhあたり139ドルになりました。これは、2022年の1kWhあたり161ドルから下落した記録的な安値です。リチウムイオン電池セルのコストも、1kWhあたり107ドルという史上最低価格まで下がりました。このコスト削減により、薄膜PVシステムにエネルギー貯蔵を統合することが経済的に実現可能になり、消費者や電力会社に対する価値提案が向上します。

同様に、グリッドインタラクティブインバータ（スマートインバータまたはアドバンストインバータとも呼ばれる）は、太陽光発電システムとグリッドおよびエネルギー貯蔵装置とのシームレスな統合を可能にするために不可欠です。これらのインバータは、双方向の電力フロー、動的電圧調整、グリッドサポート機能を可能にし、グリッドの安定性と信頼性を高めます。さらに、需要応答、グリッドエッジ分析、リアルタイム監視などのスマートグリッド技術により、電力会社はグリッド運用を最適化し、分散型エネルギーリソースを管理し、供給と需要のバランスをとるために太陽光貯蔵システムを最大限に活用できます。

分析

世界の薄膜太陽光発電市場は、材料、タイプ、用途に基づいて分類されています。

市場は材質別にさらに銅とアルミニウムに細分化されています。

銅セグメントは、予測期間中に好調な業績が期待されています。銅インジウム二セレン化物および銅インジウムガリウム二セレン化物 (CIS/CIGS) は、市場の成長を牽引する可能性のある重要な製品です。銅は、薄膜太陽光発電 (PV) 技術、特に銅インジウムガリウムセレン化物 (CIGS) 薄膜太陽電池の製造において標準的です。CIGS 薄膜技術は高効率の可能性を秘めており、低照度条件での優れた性能でよく知られています。銅は、CIGS 太陽電池の吸収層に不可欠なコンポーネントであり、太陽光を吸収して光子を電気エネルギーに変換するのに役立ちます。銅は導電性でも高く評価されており、太陽電池構造内で電荷を効率的に輸送できます。薄膜 PV 技術で銅を使用すると、建物一体型太陽光発電 (BIPV) やポータブル電子機器など、さまざまな用途に適した軽量で柔軟なソーラーパネルの開発に役立ちます。

アルミニウムは、薄膜太陽光発電 (PV) 技術、特にアモルファス シリコン (a-Si) またはテルル化カドミウム (CdTe) 半導体材料から作られた薄膜ソーラー パネルの製造で使用されるもう 1 つの重要な材料です。アルミニウムは、薄膜技術におけるパネル フレーム、バック シート、および電気接続の構築によく使用され、構造サポート、電気絶縁、および熱放散を提供します。アルミニウムは軽量で耐腐食性があるため、薄膜ソーラー パネルの構築に最適な材料であり、さまざまな環境条件で簡単に設置でき、耐久性と長期的な信頼性を実現します。さらに、アルミニウムの豊富さとリサイクル性は、薄膜 PV システムの持続可能性に貢献し、環境への影響を減らし、再生可能エネルギー ソリューションを促進するという業界の取り組みと一致しています。

タイプに基づいて、市場は有機と無機に細分化されています。

有機市場セグメントは、世界的に非常に好調です。有機薄膜太陽電池 (OPV) は、ポリマーや小さな有機分子などの有機半導体材料を使用して、太陽光を効率的に電気に変換します。これらの軽量で柔軟な材料は、低コストのロールツーロール製造技術を使用してフレキシブル基板に適用できます。光電流生成用のアクセプター半導体有機材料の使用は、堅調な市場パフォーマンスに大きく貢献しています。これにより、大量の太陽光を捕らえて電気に変換できます。

無機薄膜太陽光発電では、テルル化カドミウム (CdTe)、銅インジウムガリウムセレン化物 (CIGS)、薄膜シリコンなどのさまざまな半導体材料が使用されます。これらの材料は、真空蒸着技術によってガラスや金属などの基板上に蒸着されます。無機太陽電池は有機薄膜セルよりも効率が高く、ユーティリティ規模の太陽光発電所や建物一体型アプリケーションでよく使用されます。特に、CdTe および CIGS 薄膜技術は、大規模な太陽光発電設備で高い効率とコスト効率を示しています。

市場は、最終用途によってさらに住宅、商業、工業に分割できます。

世界市場の商業部門は、予測期間中に最も成長すると予想されています。薄膜 PV 技術の商業用途には、商業ビル、オフィスビル、ショッピング モール、その他の非居住用不動産への太陽光発電設備が含まれます。商業用太陽光発電プロジェクトは通常、住宅用システムよりも大規模な設備で、屋上ソーラー アレイ、ソーラー カーポート、地上設置型ソーラー ファームなどが含まれます。薄膜ソーラー パネルには、コスト効率、設計の柔軟性、さまざまな建築材料や表面との互換性など、商業用途での利点がいくつかあります。商業用不動産の所有者や企業は、運用コストを削減し、企業の社会的責任を示し、持続可能性の目標を達成するために太陽エネルギーに投資しています。その好調な業績の主な理由は、さまざまな国の政府による支援政策とイニシアチブの実施です。

薄膜 PV 技術は、製造、農業、輸送、公共事業など、さまざまな産業分野で応用されています。産業規模の太陽光発電設備には、大規模な屋上アレイ、地上設置型太陽光発電所、産業施設やインフラに統合された太陽光発電設備などがあります。薄膜ソーラーパネルにより、産業ユーザーはエネルギー消費を相殺し、炭素排出量を削減し、エネルギー回復力を高めることができます。工場、倉庫、配送センターなどの産業施設では、太陽エネルギーを使用して運用コストを削減し、エネルギー効率を高め、持続可能性の目標を達成できます。

地域分析

アジア太平洋地域が世界市場を支配

世界的な薄膜太陽光発電市場の分析は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカで実施されています。

アジア太平洋地域は、薄膜太陽光発電市場で最も重要な世界シェアを占めており、予測期間中に8.9％のCAGRで成長すると予測されています。アジア太平洋地域は、エネルギー消費の急増と、太陽光発電を発電ミックスの主要なソースとして組み込むという政府の積極的な目標により、予測期間中に大幅に成長すると予想されています。中国は世界最大の太陽光発電市場の1つであり、2023年までに世界の太陽光発電設備容量の14％を占めます。中国の太陽光発電容量は2023年に55％増加し、609GWを超えました。これには、2022年に世界全体で設置された太陽光発電の合計に相当する216GWの太陽光発電容量が含まれます。中国は2026年末までに1,000GWの太陽光発電を持つ可能性があります。中国は2020年に2060年までにカーボンニュートラルになると発表したことで、再生可能エネルギーへの投資を奨励する強い政治的シグナルが送られました。今後の実用規模のプロジェクトや支援政策、補助金などの要因により、アジア太平洋地域の薄膜PV市場は予測期間中に大幅に成長すると予想されます。

ヨーロッパは、予測期間中に 9.2% の CAGR を示すことが予想されています。ヨーロッパ地域は、多数の消費者の間でクリーン エネルギーの消費量が増加し、エネルギー効率が向上し、特にドイツ、フランス、イギリスで温室効果ガス排出削減対策が実施されているため、予測期間中に最も急速に成長する地域になると予想されています。

さらに、2023年には、ヨーロッパの化石燃料発電は19％減少し、石炭発電は26％減少して過去最低レベルになりました。これは、風力と太陽光発電の43％増加によるもので、化石燃料発電の減少の90TWhを占めています。2023年の電力需要の3.4％減少も排出量の削減に役立ち、化石燃料発電の減少の45％を占め、最終的にはこの地域の市場成長を牽引するでしょう。ヨーロッパでは、好ましい行政および組織政策と経験豊富な太陽光パネルメーカーの存在が、地域の産業見通しに利益をもたらすと予想されます。

北米は、税制優遇措置や、費用対効果が高く効率的なシステムを開発するためのさまざまな研究開発イニシアチブにより、急速な成長が見込まれています。さらに、全米コミュニティソーラーパートナーシップなどの進歩的な地域イニシアチブは、米国とカナダ全土でソーラーモジュールの使用を促進しようとしています。業界の主要企業とソーラートラッカープロバイダーは、北米の戦略的地位を強化し、この分野の成長に貢献しています。

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薄膜太陽電池市場のトップ競合他社

1. First Solar
2. Kaneka Corporation
3. Ascent Solar Technologies
4. Oxford PV
5. Hanwha Q CELLS
6. Sharp Corporation
7. JA Solar Technology Co. Ltd
8. MiaSole
9. AVANCIS GmbH
10. Solbian

最近の動向

• 2024年1月 - First Solarは、Cleantech Solarとインドの製造施設への電力供給契約を締結しました。
• 2024年4月 - Sonyは、KANEKAの生分解性ポリマー「Green Planet」を大型テレビの緩衝材に採用しました。
• 2024年4月 -Oxford PVは、Ultra Low-Carbon Solar Allianceに加盟しました。