比地面贵百倍,光伏企业瞄上太空
经济观察网·2025-12-31 16:51

行业动态与市场前景 - 一周内,晶科能源与天合光能两家光伏龙头企业董事长相继在新年致辞中提出探索或开启太空光伏赛道,天合光能更将其列为2026年首个发展方向[2][3] - 太空光伏是指在航天器或卫星上搭载光伏组件以实现供电,马斯克计划未来每年向太空部署100GW太阳能AI卫星能源网络,而2025年全球光伏新增装机规模约600GW[3] - 2025年全球卫星发射数量超过3000颗,绝大部分由SpaceX发射,卫星太阳翼展开面积约16至17平方米,对应数千瓦光伏组件,随着卫星功能演变,功耗从数百瓦(早期遥感卫星)增至10kW级别(通信卫星),算力卫星或突破100kW[4][5] - 太空光伏成为卫星供能首选,主要因太空光照资源丰富(近地轨道卫星日照占比超60%,外太空每平方米光照强度比地球高30%以上)及配套设施简便(无需光伏玻璃、支架、冷却系统等)[6] - 同等光伏组件在太空的平均发电量是地球上的7至10倍,被视为实现太空算力、深空探测的唯一长效能源,也是解决未来地球AI电力短缺及实现“太空发电—无线传输—地面接收”全链条新型能源的方案[6] 当前技术路线与成本 - 当前太空光伏主要使用砷化镓产品,其采用三结结构,吸收太阳光谱能力是普通晶硅电池的三倍,商用化产品光电转换效率超30%,且抗宇宙辐照、耐高温能力极强[6][7] - 镓元素全球探明储量约23万至28万吨,中国占比超70%,中国商务部及海关总署曾于2023年7月对镓、锗相关物项实施出口管制,砷化镓包含在内[7] - 镓的稀缺性导致太空光伏板造价高昂,或达1000元/W,远超光伏地面电站不到1元/W的价格[8] - 在已商业化的晶硅技术中,HJT(异质结)产品因适合薄片化且抗辐射特性也被认为有潜力,已有公司宣布将其与超薄抗辐射柔性晶硅片结合生产用于太空的太阳能电池[8] 下一代技术:钙钛矿的潜力与进展 - 钙钛矿被认为是下一代太空光伏技术,其理论最高光电转换效率可达45%,高于砷化镓,且拥有轻、柔特性(比砷化镓轻90%以上,比晶硅轻92%以上)[9] - 钙钛矿同质量发电量可达10-30W/g,远高于砷化镓的约3.8W/g和晶硅的约0.38W/g,使用钙钛矿可使卫星减重200千克以上,单星发射成本下降数百万美元,其柔性产品可适应各种形态太阳翼[9] - 天合光能已与英国牛津光伏达成独家专利许可协议,获得在中国内地研发、制造、销售基于其钙钛矿及叠层技术的独家许可,牛津光伏已在卫星上试验小型钙钛矿电池[10] - 钙钛矿稳定性较低是地面应用及太空应用的挑战,但一次地面测试显示其在低温冷凝水环境下最终效率仅衰减7%,远低于预估的30%-40%,在高低温循环太空模拟测试中表现良好[11] - 为验证极端环境性能,光因科技与星河动力航天合作将钙钛矿组件发射至太空进行绕地轨道测试,验证其在-150℃至150℃极端温度及原子氧、质子辐射下的性能[11] - 因太空光伏产品溢价更高,行业可探索用更贵的铋或银替代铅,或在吸收层掺入铈氧化物以减少辐照影响,推动产品创新[11] 公司战略与布局 - 晶科能源董事长提出公司应探索太空光伏的市场机会[2] - 天合光能董事长提出公司将加快推进钙钛矿量产化商业化进程,开启太空光伏星际算力新纪元,并将其列为2026年第一个发展方向[3] - 天合光能旗下高效砷化镓产品已在中国星网的互联网卫星等多个航空航天装备上应用并持续扩大规模[6] - 天合光能将基于自身技术研究探索各类电池组件在太空中的应用场景,积极开拓商业航天和太空光伏客户,进行定向研发,为不同轨道、任务的航天器提供一站式系统化能源解决方案[12] - 协鑫光电董事长表示太空光伏是钙钛矿很有潜力的应用方向[11]