ENF – Introduzione al Report

Report sulle Tecnologie future – 3 Edizione

 

Sintesi

 

ENF annuncia la terza Edizione del Rapport sule Tecnologie future e i suoi sorprendenti e originali risultati.

Quello fotovoltaico e' adesso un settore estremamente complesso ed in rapida espansione.Nello spazio di una decade e' diventato, da un ridotto e compatto segmento di supporto a poche tecnologie, a un settore dove ci sono oltre 30 percorsi di sviluppo paralleli, circa 300 laboratori di ricerca ed universita' che lavorano per spostare i confini della conoscenza dell'energia solare, ed oltre 10.000 aziende operanti ad ogni passo della catena del valore.

Tanta e' la complessita' e la rapidita' di questa evoluzione del settore che ENF ha considerato essenziale presentare questa 3 edizione dopo soli 18 mesi dalla pubblicazione della 2 edizione. L'analisi e' cresciuta da 5 sezioni a 12 e il numero di caratteri e' raddoppiato a 800,000, e comprende informazioni dettagliate e molti dati.

L'enfasi del report e' sulla commercializzazione delle tecnologie fotovoltaiche. E' l'analisi piu' completa disponibile sul mercato. L'ambito parte dall'estrazione di polisilicone, indio e telluride (con una particolare attenzione alle criticita' dell'offerta), per esaminare la catena del valore fino alle apparecchiature chiave, ai processi industriali, alla descrizione dei percorsi di sviluppo tecnologici paralleli per arrivare ai prodotti fotovoltaici e le loro. Non e' solo una descrizione sull'intera industria a livello globale ma un approfondimento di diversi livelli rispetto a business report generalisti, e non si tira indietro dal commentare verita' scomode. E' davvero ricco di spunti.

Il report si basa su 3 anni di ricerche e di impegno collettivo del team ricerche di ENF, estremamente attuale e apprezzato da eminenti esponenti dell'industria ai vari livelli della catena del valore.
 

Raccomandazioni:

 

"Questo report e' davvero un'impressionanta raccolta di informazioni sul fotovoltaico."

- Frank-Holm Roegner, Head of E-Processing Department, Fraunhofer Institute

 

 

"Mi voglio congratulare con tutto il team per la qualita' e completezza del report. E' davvero un documento di grande valore e include moltissime rilevanti informazioni."

- Dr. Arnulf Jäger-Waldau, European Commission Joint Research Centre

 

 

Ragioni per comprarlo

 

E' la sola analisi sulla tecnologia disponibile sul mercato a coprire la totalita' dei temi e fornire una visione organica dell'intera industria fotovoltaica ad ogni livello di dettaglio. E' una completa "guida al settore" e comprende inoltre un'analisi dei trend, commenti su punti controversi e spiegazioni approfondite. Il report si basa su un livello tecnico che permette a manager, ingegneri ed investitori di acquisire una rapida e completa conoscenza dell'intero panorama industriale, incluse le principali tecnicalita'.

 

A qualsiasi anello della catena del valore del settore stiate operando, prima di decidere di investire o meno, di espandervi o meno, o di dare un nuovo indirizzo all'attivita'...prima leggete il Report sulle Tecnologie future.

 

Aziende incluse:

 

Il report fa direttamente riferimento a piu' di 400 aziende nel corso dell'esposizione, cosa che contribuisce a delineare quali protagonist stanno investendo e in quale attivita'. Ovviamente sono presenti le piu' note come Sharp, Sanyo, BP Solar, Evergreen Solar, First Solar, Würth Solar, Applied Materials, REC, Hemlock Semiconductors, AJA International, ma sono incluse anche aziende che, recentemente entrate nel settore, hanno portato con se' prepotenti innovazioni.

Ad ogni modo, il settore e' adesso talmente vasto che abbiamo dovuto ridurre il numero di aziende cui si fa direttamente riferimento ad un campione rappresentativo degli attori piu' significativi in uno specifico contesto quali i diversi percorsi di sviluppo tecnologico.

Al contrario, dove fossero presenti numerosi fornitori di una particolare tecnologia, apparecchiature o materiali abbiamo creato un link tra la versione elettronica del Report alla relativa sezione della Industry Directory di ENF, comprendente piu' di 10.000 aziende. In questo modo l'analisi sulle tecnologie fotovoltaiche piu' complete al mondo e' collegata al piu' grande database di aziende del settore al mondo. E' la prima volta che succede nel settore dell'energia solare.

Inoltre il report mette per la prima volta a confronto piu' di 300 dipartimenti di ricerca universitari cosi' come laboratori privati e pubblici (con l'eccezione di quelli fornitori) attivi nella ricerca tecnologica e, per molti di loro, riporta aree di ricerca, web links e contatti.




Table of contents:

 

PV Future Technologies Review 7
Introduction to the 3rd Edition 7
Part I - Economic Effects Shaping Technology Directions 8
Section Index 8
1. The Solar PV Market 8
1.1 Who are the real customers? 8
1.2 Solar powered “battery driven” products 9
1.3 Off grid solar powered applications 9
1.4 Off-grid electricity supply 9
1.5 Renewable generation of electricity for the electricity grids 10
1.6 Renewable micro-generation of electricity for the electricity grids 11
1.7 Building Integrated PV (BIPV) Market 11
2. Forces shaping the success/price of a PV technology 12
2.1 Technological Advantage v Economies of Scale 12
2.2 Strategy Rules for successfully getting new solar PV technologies to market 14
2.3 Funding Dynamics behind new technologies 15
3. The solar PV industry cost drive to grid parity 18
3.1 Cost of What? 18
3.2 Cost per Watt ($/Wp) of solar PV modules 18
3.3 Installed system cost 26
3.4 Levelized Cost of Electricity (LCOE) 28
4. Drive for Higher Efficiency 29
5. Efficiency - from Lab to Field 31
6. Do standard test conditions paint an accurate picture of “Efficiency”? 32
7. Impact of “Game Playing” on a more competitive PV industry 37
7.1 Manufacturers and Governments/Regulators 37
7.2 Manufacturers and Suppliers 38
7.3 Manufacturers and their Competitors 38
7.4 Manufactures and their Customers 39
8. The Risks of the Business - (Chaos Theory) 40
8.1 Risks facing all industries 40
8.2 Risks particular to the solar PV industry 41
8.3 Risks particular to a specific solar PV technology 42
8.4 Risks specific to the particular commercial enterprise 44
8.5 Risk Summary 45
9. What is Characterising the Solar PV Industry today 46
10. Forecasting Technology Progress over the next 5 Years 47
Part II - Review of Critical Materials 49
Section Index 49
1. General Introduction 49
2. Polysilicon 51
2.1 Introduction 51
2.2 Established Silicon Refining Technologies for polysilicon 51
2.3 Emerging Scene of Silicon Refining Technologies for polysilicon 55
2.4 Implications for the solar PV industry 60
2.5 Polysilicon Suppliers 61
3. Indium 62
3.1 General Introduction 62
3.2 Forces that will determine the market price of indium 62
3.3 Market Prices and Trends 68
3.4 Indium Suppliers 70
4. Tellurium 71
4.1 General Introduction 71
4.2 Forces Determining the Price of tellurium 71
4.3 Market Prices and trends 72
4.4 Tellurium Suppliers 73
5. Gallium 74
5.1 General Introduction 74
5.2 Forces determining the price of gallium 74
5.3 Market prices and trends 75
5.4 Gallium Suppliers 75
6. Germanium 76
6.1 General Introduction 76
6.2 Forces determining the price of germanium 76
6.3 Market prices and trends 77
6.4 Germanium Suppliers 78
7. Molybdenum 79
7.1 General introduction 79
7.2 Forces determining the price of molybdenum 79
7.3 Market Prices and trends 80
7.4 Molybdenum Suppliers 80
8. Cadmium 81
8.1 Cadmium Suppliers 81
9. Pastes 82
9.1 Metallization paste 82
9.2 Alternatives to Pastes 83
10. Glass and Alternatives to Glass 84
10.1 Glass 84
10.2 Alternatives to Glass 84
10.3 Glass Suppliers 84
11. Other Materials 85
11.1 Backsheet 85
11.2 Lamination encapsulent 85
Part III - Key machines used in the factory processes 86
Section Index 86
1. Introduction 86
2. Semiconductor deposition technologies 87
2.1 Liquid Phase Epitaxy (LPE) 87
2.2 Chemical Vapour Deposition (CVD) 87
2.3 Molecular Beam Epitaxy 92
2.4 Physical Vapour Deposition (PVD) 93
2.5 Laser Pyrolysis 95
3. Diffusion Furnaces 96
3.1 List of Diffusion Furnace Suppliers 97
4. “Printing” deposition technologies 98
4.1 Introduction 98
4.2 Screen Printing 98
4.3 Inkjet Printing 99
4.4 Spray Coating 101
4.5 Deposition of the PV active material 101
4.6 Focused Flow Extrusion (from PARC) 102
4.7 Light Induced Printing (Electroplating) 102
5. Other Deposition Processes 103
5.1 Chemical Bath Deposition 103
5.2 Ultrasonic Direct Energy Plating 103
5.3 Close Space Sublimation 103
5.4 Vapour Transport Deposition 104
6. Semiconductor Wafer Cutting 105
6.1 Saw Technology 105
6.2 Cleaving technology 106
6.3 Future Developments 106
6.4 List of Suppliers 107
7. Laser Technology 108
Part IV - Factory Processes for PV Technologies 111
Section Index 111
1. Introduction 111
2. Silicon crystalline PV technologies 112
2.1 Monocrystalline Ingot production 112
2.2 Polycrystalline Ingot Production 112
2.3 Cell production 113
2.4 Panel Production 116
3. Thin Film Production Processes 119
3.1 Production process for a-Si (amorphous silicon) solar PV cells 119
3.2 Production process for CIS/CIGS Technology solar PV cells 123
3.3 Production process for CdTe Technology solar PV cells 125
Part V - Factual Survey of PV Technologies 128
Section Index 128
Section Pre-amble:- Explanation of the organisation of this section 128
1. Monocrystalline Solar PV Technology 130
1.1 “Benchmark” Sawn Wafer Technology 130
1.2 Thinner Silicon Wafer Technology 133
1.3 Edge Defined Film-fed Growth Process (EFG) 135
1.4 String Ribbon 137
1.5 Monocrystalline - Back-Contact SunPower Technology 140
1.6 Sanyo HIT Technology 141
1.7 Suntech Pluto Technology (variant of the PERL technology) 143
1.8 n-Type Monocrystalline Silicon PV Cells 144
1.9 Monocrystalline - Silicon Sliver Cells 145
1.9 Spherical Solar Cell 147
2. Multicrystalline - Benchmark Silicon Sawn Wafer Technology 150
2.1 Benchmark Silicon Sawn Wafer Technology 150
2.2 Back-Contact EWT Technology 152
2.3 Angle Buried Contact (ABC) Cell 154
2.4 Selective Emitter Cell 155
2.5 Light Capturing Ribbon 157
3. Thin Film 160
3.1 a-Si Family (including single, tandem and triple junctions) 160
3.2 CIS Family of solar PV technology 169
3.3 Thin film - CdTe Family of solar PV Technology 180
3.4 CTZSS (Copper (Cu), Tin (Sn), Zinc (Zn), Sulfur (S), and/or Selenium (Se)) 184
3.5 Crystalline Silicon on Glass (CSG) 185
3.6 FeS2 (Iron Pyrite) Solar PV Cell 188
4. Very High Performance PV Cells 190
4.1 Single and Double junction (GaAs) 190
4.2 Multi-junction (GaAs) 191
4.3 Indium, Gallium, Nitrogen (Full Spectrum) 196
4.4 Gallium Nitride/silicon tandem solar cell. 197
5. Third Generation 199
5.1 Dye Sensitised 199
5.2 Third Generation - Organic Polymer 206
5.3 Nano-technology (Quantum dots) 212
5.4 Multi-junction Nanowire PV Cells 220
5.5 List of Suppliers of Third Generation PV Technologies 221
6. Concentrator PV Technology 222
6.1 Low Concentration PV (LCPV) (Under 5 suns) 223
6.2 High Concentration PV (HCPV) (Over 5 suns and typically 500 suns) 228
6.3 Combined CPV Electricity and Direct Heating Systems 239
6.4 - List of CPV suppliers 243
Part VI Thermo PV Technology (TPV) 244
Section Index 244
1. Introduction 244
2. PV Cell Technology 245
3. Filters 245
4. System Efficiency 245
5. Cell Efficiency 245
6. Industrial Capacity 246
7. Future Research Directions 247
Part VII Innovative Solar PV Films, Cells, Panels & Designs 248
Section Index 248
1. Transparent Solar Cells 248
2. Coloured Solar PV Modules 251
3. Innovative Panel Designs (Roof Tiles and Shingles) 253
4. Combined PV Flat Panel and Thermal Water Heating 256
5. Building Integrated PV 259
6. Other Innovations 260
6.1 Light Wavelength Conversion Films and Luminescent solar concentrators 260
6.2 Light Splitting PV Receiver 261
6.3 Integrated solar power electronic circuits 262
6.4 Microscopic solar cells for attachment to fabrics 262
6.5 Solar Roads 262
7. Silexium SiC Anti-reflective coating solution 263
Part VIII - Solar PV Generated AC Energy 264
Section Index 264
Sections Pre-amble Introduction 264
1. Inverters 265
1.1 The architecture of inverters to solar PV modules 265
1.2 The Basic efficiency of Inverters 266
1.3 List of Suppliers 267
2. Charge Controllers 268
3. Mounts and Trackers 269
3.1 Fixed Mounts 269
3.2 Single-Axis Trackers and Mounts 269
3.3 Two-axis Mounts 270
3.4 Tracker Drives 270
3.5 List of Suppliers 271
4. Batteries 272
4.1 The Lead Acid Battery Evolution 272
4.2 Other types of batteries currently in use 272
4.3 Future Developments in Battery Technology 272
4.4 List of Suppliers 275
5. Other Innovations 276
5.1 Solar Panel Automated Cleaning 276
5.2 Solar PV Farm Fault Monitoring 276
Part IX - The Solar Powered Products Revolution 277
Section Index 277
1. Solar Applications Product Market 277
2. Markets 278
3. Technology 279
3.1 Solar Cells Only 279
3.2 Solar Cells Plus Motor 279
3.3 Solar Cells Plus Battery Plus Motor 280
3.4 Solar Cells Plus Battery Plus Lights 281
3.5 Solar Cells Plus Portable Electronic Device 283
3.6 Solar Cells Plus Battery Plus Portable Electronic Device 283
3.7 Solar Cells Plus Battery Plus Static Electronic Device 283
4. List of Suppliers 284
5. Discussion and Conclusion 285
Part X - Quality and Reliability of Solar PV Systems 286
Section Index 286
1. The Solar PV Quality System 286
2. Material Quality Control 287
3. Factory Testing 288
4. Quality Standards and Certification by third party testers 289
5. Feedback from the field 290
6. Research programmes to address particular issues 292
Part XI - Survey of Solar PV Research in University & Public/Private Research Laboratories 293
Section Index 293
1. Introduction 293
2. ENF survey of solar PV research 295
America - North 295
America South 312
Asia 313
Australasia 327
Europe 329
Middle-east and Africa 357
Annex - ENF Classification of Research into Solar PV Technologies 360
Part XII - Glossary of Terms used in the Solar PV Industry 361

 

 

 
Metodologia
 

Il Report ENF sulle Tecnologie future e' passato attraverso un percorso di analisi e ricerca a diversi livell che e' durato piu' di 3 anni. Ha visto il suo inizio nei primi mesi del 2007 con:

Prima Edizione del Report ENF sulle Tecnologie future (Settembre 2007) :

La prima edizione ha apportato al settore fotovoltaico una prospettiva "esterna" da parte di un eminente esparto di strategia tecnologica. Cio' ha offerto al settore nuovi spunti per affrontare una serie di tematiche. Il settore fotovoltaico era stato colpito dalla sua primi crisi – la penuria di polisilicone. ENF lancio' un progetto di ricerca di ampio respiro rivolto ad una serie di nuove tecniche di produzione di polisilicone. Questo pose le basi per l'analisi di una varieta' di percorsi di sviluppo tecnologico alternativi cui il settore fotovoltaico stava dando vita, rendendo comunque atto alla convenzionale classificazione settoriale di tecnologie di prima, seconda e terza generazione. :

Questo passo fondamentale includeva le seguenti sezioni: :

Parte I – Inquadramento dello Scenario (tematiche della commercializzazione)
Parte II – Quadro emergente delle tecniche di produzione del Silicio :
Parte III - 2007 – Ricerca sulle Tecnologie fotovoltaiche :

Allo scopo di rendere straordinariamente semplice la ricerca di informazioni, ogni tecnologia fotovoltaica seguiva la medesima struttura in termini di::

Introduzione – Definizione delle tecnologie e di intuitive pro e contro:

Competizione – Semplice elenco degli operatori attivi nel ramo tecnologico :

Celle e Pannelli – Gli standard comunemente riconosciuti :

Descrizione – Un aiuto a ricreare un'immagine dell'oggetto :

Materie prime – Elencate ove significative, es: Gallio:

Processi produttivi utilizzati – Individuazione dei processi necessari:

Fornitori – Chi fornisce I macchinari necessari, etc etc?:

Capacita'Industriale a monte della tecnologia – Stima della capacita' :

produttiva disponibile ante questo livello tecnologico Direzione di R&D – Elenco delle sfide da affrontare per la specifica tecnologia :

Un punto chiave della ricerca e' stato il chiarimento di rivendicazioni e argomentazioni che non sono affatto comuni o disponibili al grande pubblico. :

Questo passo fondamentale e' stato mantenuto e aggiornato ad ogni edizione successiva del Report ENF sulle Tecnologie future.:

Seconda Edizione del Report ENF sulle Tecnolige future (Settembre 2008) :

La seconda edizione ha esteso la portata del Rapporto sulle Tecnologie a tutta la catenda del valore, dall'estrazione delle materie prime chiave come l'indio e il tellurio all'emergente rivoluzione dei prodotti fotovoltaici. Per la prima volta l'intero settore e' stato descritto all'interno del medesimo progetto, rendendo nitido il panorama su ogni versante del settore.:

L'analisi sulle materie prime chiave ha coinciso con alcuni decisi picchi di prezzo di alcuni elementi cruciali per le tecnologie di seconda generazione (thin film). Nel corso di una approfondita analisi, un resoconto ricco di contenuti e' stato portato al pubblico. Il Rapporto vide anche l'inizio di uno studio sui processi produttivi e i macchinari piu' importanti con una particolare enfasi sulle tecnologie di deposizione.Cio' ha portato allle seguenti tematiche e struttura del rapporto:

Parte I – Inquadramento dello Scenario :
Parte II – Analisi sulle materie prime chiave:
Parte III – Processi produttivi nel settore fotovoltaico:
Parte IV – Ricerca sulle Tecnologie fotovoltaiche:
Parte V – Prodotti d'applicazione delle tecnologie fotovoltaiche::

Terza Edizione del Report ENF sulle Tecnolige future (Aprile 2010):

La terza edizione ha seguito gli stessi ambizioso obiettivi quali aggiornare le esistenti opere di ricerca e informazioni…estendendo allo stesso tempo l'ambito dell'analisi a nuove aree, includendo i sistemi fotovoltaici, TPV e qualita'/affidabilita' del fotovoltaico, finendo col dar luogo alla seguente, estesa tabella di contenuti:

Parte I – Effetti economici ed impatti sullo sviluppo tecnologico:
Parte II – Analisi sulle materie prime chiave:
Parte III – Macchinari chiave usati nei processi produttivi:
Parte IV – Processi produttivi nel settore fotovoltaico:
Parte V – Ricerca sulle Tecnologie fotovoltaiche:
Parte VI – Tecnologia Termosolare (TPV):
Parte VII – Innovazione in,Celle, Panelli, Film & Design:
Parte VIII – Energia AC generate dal settore fotovoltaico:
Parte IX – La rivoluzione dei prodotti solari:
Parte X – Qualita' e affidabilita' dei sistemi fotovoltaici:
Parte XI – Studio sulla ricerca fotovoltaica nelle Universita' & Laboratori pubblici e privati:
Parte XII – Glossario dei termini utilizzati nel settore fotovoltaico :

Insieme ad alcuni nuovi progetti d'approfondimento, inclusi quelli sui macchinari e processi industriali, abbiamo costruito un elenco di 300 dipartimenti universitari e laboratori di ricerca pubblici e privati attivi nel fotovoltaico (esclusi quelli fornitori) in piu' di 40 paesi..

La terza edizione integra web links in diverse sezioni derl Rapporto sulle Tecnologie che portano alle relative voci sul database ENF presente online …cosi' chi ha a disposizione la versione elettronica del Rapporto sulle Tecnologie future puo' muoversi liberamente da una descrizione ed analisi di una specifica tecnologia al database online con migliaia di aziende operanti ai diversi livelli del settore! In questo modo il rapporto sulle tecnologie future e' stato trasformato in uno strumento di ricerca unico per il settore. :

Lungo l'intero processo triennale abbiamo mantenuto una rigorosa disciplina nel fornire ad un'ampia varieta' di manager operanti ai diversi livelli del settore, ma anche al di fuori di esso ma interessati (per investimento, politiche…), abbastanza dettagli da comprendere qual'e' lo stato dell'arte ed abbastanza spunti da poter avere una visione completa e confrontarsi con esperti.Il rapporto riempie qullo spazio d'informazione vitale tra superficiali articoli di giornale e contenuti squisitamente tecnici.

 
Pagine d'esempio
 
ENF Future Technologies Review 3rd Edition Sample
 
Report Pricing
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