文章核心观点 - 太空算力发展面临能源供给约束,新一代钙钛矿光伏技术凭借高效率、轻量化、抗辐射等优势,被视为解决太空能源难题、开启太空经济新蓝海的关键技术 [1][3][9] 太空算力与能源需求 - 太空算力指在空间部署算力卫星,构建空地一体化智能网络,卫星将演变为“太空数据中心”,承担在轨AI训练、边缘计算等高能耗任务,对能源提出前所未有的高要求 [2] - 太空极端环境(极端温度、强辐射、高真空)对能源系统的热控、抗辐射、可靠性及寿命提出严苛要求 [2] - 当前主流空间光伏技术为砷化镓太阳能电池,在全球空间飞行器电池材料中占比约95%,虽效率高、抗辐射强,但制造工艺复杂、成本极高,难以支撑商业航天大规模部署 [2] - 地面主流的晶硅电池成本较低,但在太空强辐射环境下衰减快、寿命有限,难以满足长期在轨需求 [2] 钙钛矿电池的技术优势 - 钙钛矿材料理论光电转换效率可达45%左右,效率上限高,在众多新兴光伏材料中竞争力显著 [3] - 在太空应用场景下,单位重量和单位面积的发电能力至关重要,钙钛矿具备超轻量化特征,柔性钙钛矿薄膜重量仅为晶硅的1%,可极大降低发射成本,并部署更大面积、更高能量密度的能源系统 [3] - 经过优化的钙钛矿电池,在电子、质子等辐射环境下展现出优于传统晶硅电池的性能保持能力,抗辐射潜力为其空间应用奠定基础 [3] - 柔性叠层钙钛矿电池兼具高效率和低成本,有望成为重要的太空能源解决方案,钙钛矿-晶硅叠层等技术协同将加快空间光伏商业化进程 [4] 产业化进展与企业布局 - 航天宏图与无锡众能光储科技签署战略协议,围绕太空算力与空间能源应用钙钛矿技术深度合作,并共同发起设立合资公司北京航天超能空天能源科技有限公司 [5] - 合作领域包括:空间钙钛矿光伏研发、在轨验证和产业化;高功耗太空算力平台能源解决方案;新型轻量化、抗辐照光伏组件联合研发;联合申报国家重大专项;共建“天基能源基础设施” [5] - 航天宏图正讨论2026年将钙钛矿电池在卫星上进行在轨验证的技术细节,计划在合适时机发射 [7] - 海南钧达新能源与卫星电池生产商杭州尚翼光电签署战略协议,以战略股东身份投资,双方将围绕钙钛矿电池在太空能源的应用展开深度合作 [7] - 隆基绿能于2022年9月成立国内首个未来能源太空实验室,聚焦太阳能与航天技术结合及太空环境验证 [8] - 隆基绿能攻关轻薄化组件技术,目标让光伏组件每平方米重量不超200克;其钙钛矿叠层技术在太空真空环境中取得显著突破,能规避地面衰减缺陷并降低发射成本 [8] - 隆基绿能与三峡集团共建钙钛矿光伏技术重点实验室,深化太空电站核心组件研发合作,成为“逐日工程”的重要地面技术支撑力量 [8] - 航天科技集团八院811所下属机构正在推进商业航天用低成本钙钛矿/背电极接触晶硅复合叠层太阳电池项目,旨在突破传统空间太阳电池高成本瓶颈 [5] 市场前景与政策驱动 - 太空算力和商业航天发展为光伏产业打开广阔新市场,钙钛矿若能在空间稳定运行,应用可扩展至空间站扩容、在轨制造、深空探测等多个领域,成为未来太空经济的重要能源底座 [9] - 钙钛矿光伏突破将带来三大变革:支撑太空算力(在轨AI训练、天基数据中心等)实现指数级提升;助力更大规模、更高能耗星座实现商业可行性,使太空互联网真正全球覆盖;解放在轨服务、能源卫星、空间工厂等太空经济商业模式 [9] - 业界预计钙钛矿-晶硅叠层电池的太空应用将在2028年到2030年迎来规模化的商业突破 [10] - 政策层面,2025年11月工信部发文将钙钛矿光伏电池、叠层光伏电池等列入制造业中试平台重点方向建设要点,山东、上海等地也出台了推进钙钛矿产业发展的政策 [10] - 产业化进程加速,2025年以来头部初创企业率先实现GW级钙钛矿产线量产,推动组件从实验室迈向规模化生产,预计2026年部分企业的准GW级产线或将投产 [10] - 中信证券研报称,钙钛矿产业化成熟后或将成为太空能源供应的重要形式之一 [10] 技术挑战与发展阶段 - 钙钛矿太阳能电池在太空光伏领域的研究已进入在轨验证阶段,正从实验室走向实际应用 [11] - 技术仍面临挑战:极端环境下长期可靠性需更多在轨数据验证;大面积组件的一致性、封装和标准体系有待完善;相关材料体系安全性和工程冗余设计需在航天应用中经受严格考验 [11] - 随着技术逐步成熟和产业化提速,钙钛矿有望支撑太空算力、深空探测等任务,成为太空能源系统的重要组成部分 [11]
掘金太空能源新蓝海 产业龙头押注钙钛矿电池