报告行业投资评级 - 看好 维持 [3] 报告核心观点 - 太空光伏是万亿蓝海市场,产业趋势明确,主要驱动力来自低轨通信卫星星座和太空AI算力中心的建设 [1] - 全球低轨卫星发射将在2030-2035年迎来高峰,带动太空光伏需求爆发式增长 [23][26] - 太空光伏技术路线将从当前主流的砷化镓,向降本驱动的晶硅过渡,并最终走向更高比功率的钙钛矿叠层电池 [55] - 太空特殊环境对光伏组件及辅材提出新要求,催生新的产业变化和设备需求 [69] - 产业链上下游企业正积极布局,形成共振 [100] 根据目录分章节总结 01 通信和算力卫星带动太空光伏需求增长 - 低轨卫星已成主流:低地球轨道卫星因成本低、周期短成为产业发展热门趋势,近年来发射量占绝对主导地位 [12][15] - 海外商业模式走通:以SpaceX的Starlink为代表的星座计划已形成规模,其在2020-2024年间发射了7000余颗卫星组网,预计2025年服务客户超900万,覆盖超155个市场 [17][18] - 中国申报规模庞大:2025年底,中国向国际电信联盟申报了多个卫星星座计划,总规模超20万颗,其中国家无线电创新院申请的卫星资源达19.3万颗,表明轨位和频率资源争夺已上升至国家层面 [21] - 全球发射高峰将至:根据ITU规则(申请后14年内需完成星座发射),预计2030-2035年全球将迎来低轨卫星发射高峰,仅星链、星网、千帆三个星座的年发射量就将突破1.8万颗 [23][26] - 太空算力中心规划积极: - 海外:马斯克目标通过星舰在4-5年内完成每年100GW数据中心部署;英伟达已将H100 GPU送入太空;谷歌启动捕光者计划;亚马逊预测未来10-20年太空将建成千兆瓦级数据中心 [29][31][32] - 国内:三体计算星座已有12颗计算卫星在轨运行超半年;北京轨道辰光拟在700-800公里晨昏轨道建设超千兆瓦功率的数据中心 [29][31] - 晨昏轨道容量巨大:若太空数据中心分布在700-800公里的晨昏轨道,按星间最小安全距离50公里计算,该轨道可容纳的太空数据中心总规模理论可达4475GW [33][34] - 运载能力可支撑部署:马斯克称星舰V4运载能力超200吨/艘,若年发射1万艘,年运载能力超175万吨,足以支撑其每年100GW(对应约100万吨卫星)的太空算力部署目标 [38][39] - 市场空间测算: - 通信卫星光伏市场:预计2030年,低轨卫星对应的太空光伏市场空间为275亿元 [41] - 太空算力光伏市场:预计2030年,太空算力对应的太空光伏市场空间在中性情景下达8300亿元,乐观情景下达1.77万亿元 [41] 02 晶硅渗透率提升,钙钛矿是终极技术路线 - 当前主流技术:基于砷化镓的多结电池是当前太空光伏主流技术,三结电池在轨效率超30%,反向生长四结电池效率达35%,但成本高昂、重量较大 [45] - 太空环境挑战:太空光伏需应对辐射损伤、真空环境、剧烈温度变化(-180°C至+150°C)等极端条件,对电池结构、辅材配方和封装工艺提出特殊要求 [51][54] - 技术路线演进:随着商用卫星场景爆发,成本与能质比成为关键考量,技术路线将从砷化镓向晶硅再向钙钛矿叠层演进 [55] - 晶硅路线趋势: - P型电池因抗辐射衰减能力更强,结合薄片化(可减重并减少电学损失)是明确趋势 [58] - HJT和BC(HBC)技术路线均具备竞争力,薄片化能力是重要指标 [58][62] - 晶硅电池生产成本持续快速下降 [59] - 钙钛矿为终极路线:钙钛矿太阳能电池转换效率在近十年间快速提升,已突破27%,具备成本低、可柔性制备、比功率高(达23 W/g,远超砷化镓的0.4-3.8 W/g和晶硅的0.38 W/g)以及抗辐射能力好等显著优势,有望成为太空光伏的终极技术路线 [57][64][65] 03 辅材迎来新变化,设备空间进一步打开 - 卫星电源系统构成:由发电单元(太阳翼)、储能单元(锂离子电池)和控制单元组成,在卫星平台成本中占比约22% [71][74] - 太阳翼技术演进:基板从刚性、半刚性向柔性发展,柔性太阳翼(如手风琴式、扇形展开式、卷绕展开式)具有更高质量比功率和收纳比,是未来趋势 [77][79] - 柔性基材分为两类: - UTG超薄柔性玻璃:化学性能稳定,抗原子氧性能出色,但价格昂贵,成熟度较低,国内主要企业有凯盛科技、蓝思科技、沃格光电 [81][84][86] - PI/CPI聚酰亚胺薄膜:成熟度高,价格相对便宜,但长期暴露于原子氧和强紫外线环境可能存在风险,国内企业如瑞华泰、沃格光电、钧达股份等正积极布局 [81][84][86] - 其他辅材需改进: - 浆料:需应对原子氧对银材料的剥蚀,帝科股份已布局高可靠导电浆料并实现商用 [88][89] - 焊带:因太空温差大,对延伸率和屈服强度要求远高于传统焊带 [89] - 胶膜:硅橡胶是当前主要粘结材料,企业正研发POE等替代材料以实现降本 [89] - 设备市场空间广阔: - 太阳翼生产流程与地面组件有差异,预计将新增焊接设备等需求 [91] - 晶硅设备:预计到2030年,拉晶、切片、电池、焊接设备累计市场空间在中性情景下分别为39.4亿元、14.6亿元、187亿元、29亿元 [98] - 钙钛矿设备:预计到2030年,钙钛矿设备累计市场空间在中性情景下达305亿元 [98] 04 产业链共振,上下游企业均积极布局 - 报告梳理了电力设备与新能源领域多家公司在商业航天产业链的布局,涵盖电源系统、电池片、辅材、设备、火箭及发射场等多个环节 [102] - 电源系统:明阳智能通过收购布局化合物半导体及空间能源系统 [102] - 电池片:东方日升已实现50μm超薄HJT电池交付;晶科能源与晶泰科技合作共建AI钙钛矿叠层实验线;天合光能拥有覆盖晶硅、钙钛矿及砷化镓的完整技术矩阵 [102] - 辅材:福斯特探索PI材料在太空光伏的应用;帝科股份的高可靠导电浆料已用于商用卫星太阳翼 [102] - 设备:晶盛机电、迈为股份、捷佳伟创、奥特维、高测股份等公司在硅片、电池、组件及钙钛矿生产设备上均有布局 [102] - 火箭与发射:金风科技持有蓝箭航天股权;泰胜风能切入火箭结构件制造;双良节能间接为SpaceX供应换热器 [102]
耀看光伏第13期:太空光伏:万亿蓝海市场,产业趋势明确