太空能源多路线并行:HJT与钙钛矿开启商业化新阶段
- 来源:太平洋证券
- 发布时间:2026/06/27
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新能源+商业航天系列研究:太空能源步入多路线、大市场新阶段.pdf
本报告深入研究了太空能源行业在商业航天规模化发展背景下的新阶段特征。报告指出,太空光伏作为太空能源的核心,已迈入多路线并行迭代的战略发展新阶段。具体而言,砷化镓太阳电池凭借高可靠性与抗辐射能力,持续作为高轨卫星及深空探测的主流方案;超薄柔性P型HJT电池因具备优异的抗辐照性能与轻量化优势,成为低轨商业卫星降本的最优技术路线,并进入规模化放量周期;钙钛矿叠层电池作为远期技术储备,凭借极致轻量化与高效率优势,正在开展在轨验证。此外,太空算力的崛起为太空光伏提供了新的刚需引爆器,而空间太阳能电站作为远期终极应用场景,具备连续供电、光照条件好等优势,有望成为稳定的基荷电源。产业链方面,上游稀有金属基材...
太空光伏技术路线呈现多元化分层发展态势
随着商业航天进入规模化发展阶段,太空光伏技术已从单一路线向多路线并行迭代的战略新阶段迈进。当前全球已申报低轨卫星数量庞大,直接催生了对太空能源的刚性采购需求。在这一背景下,技术路线的选择呈现出明显的场景适配特征:高轨通信、导航及深空探测卫星因追求长寿命与高可靠性,持续采用成熟的砷化镓方案;而海量低轨商业卫星则因对成本与轻量化敏感,推动了超薄柔性HJT晶硅路线的规模化落地;远期面向月球基地及空间太阳能电站的应用,则开始布局钙钛矿叠层等前沿技术。
砷化镓太阳电池作为III-V族化合物半导体叠层光伏器件,是目前全球航天器唯一大规模成熟应用的空间光伏电源。其依靠多层带隙差异化材料分段吸收太空全光谱光子,突破了单晶硅电池的效率上限,能够完美适配太空极端辐射与超宽温差环境。目前主流产品包括提供稳定结构支撑的传统三结砷化镓太阳电池,以及通过晶圆减薄转移工艺实现轻量化、适配低轨商业卫星星座的薄膜柔性砷化镓太阳电池。
超薄柔性P型HJT成为低轨卫星降本最优解
面向低轨商业卫星开发的超薄柔性P型HJT光伏器件,正成为当前海量低成本低轨卫星降本的最优技术路线。其核心底层逻辑在于P型硅基底与HJT低温工艺的双重优势。首先,P型硅基底相较于N型电池,对太空环境中质子、电子高能辐射导致的晶格结构破坏更为不敏感,具备更强的抗辐照能力。搭配HJT双面全钝化接触结构,可进一步阻断辐射缺陷扩散,从而在轨保持更高的功率长期保持率。
其次,HJT结构的低温工艺使其在薄片化适配度上具有明显优势。P型超薄HJT电池厚度可做到极薄水平,且仍具备进一步减薄潜力。在低轨卫星等对成本敏感、寿命较短的应用场景中,电池薄片化能有效减轻发射载荷,节省燃料。同时,超薄设计赋予电池良好的柔韧性,使其可适配卷迭式太阳翼结构,显著提升卫星内部空间利用率。目前,国内相关企业已实现该类太空电池的批量出货,标志着该技术进入规模化快速放量周期。
算力上天与空间太阳能电站拓展产业空间
太空算力的崛起为太空光伏产业提供了新的增长引擎。太空算力依托低、中、高轨卫星协同组网,在卫星星座上部署具备AI处理能力的计算节点,构建集数据采集、在轨处理、结果回传于一体的新型计算范式。这种模式替代了传统“天感地算”的低效流程,让数据在太空采集源头完成实时处理,仅将高价值结果传回地面。海外SpaceX等企业的太空算力需求有望催生大量太空光伏需求,从而拉动性价比较高的超薄HJT等产品的产业化升级。同时,国内产业资本同步向商业航天倾斜,有望加速太空光伏技术的验证与批量交付落地。
从远期视角来看,空间太阳能电站是太空光伏产业的终极应用场景。区别于卫星配套的小型太空光伏,空间太阳能电站通过在地球轨道部署超大规模光伏阵列实现持续大功率在轨发电,并借助无线能量传输技术将电能定向输送至地面。相比传统地面太阳能发电,空间太阳能电站具有无云层遮挡、无昼夜交替、无大气衰减等优势,单位太阳能电池板接收的太阳辐射量远高于地面,且能实现24小时连续发电,具备成为稳定基荷电源的潜力。此外,空间太阳能电站还能为卫星减负、实现能量与信息双传输、优化太空信息处理,并为深空探测设施提供远程无线供电,带来多重附加价值。
产业链上下游协同加速商业化进程
当前,国内商业航天发射有望高速放量,产业联盟的组建进一步打通了跨界研发、在轨验证与批量供货的全链条协作壁垒。在产业链上游,稀有金属基材环节的企业已实现航天级锗单晶衬底的规模化量产,保障了砷化镓电池核心原材料的国产供给。中游制造环节,企业已实现超薄柔性P型HJT太空电池的批量出货,验证了技术路线的可行性。下游系统集成环节,相关企业已完成太阳翼封装及整星电源分系统的成套交付,形成了较为完整的产业链闭环。
随着“太空能源发展联盟”等产业组织的成立,光、储、氢、算、充全产业链环节的核心目标在于打破航天产业与新能源产业的行业壁垒。未来,随着技术迭代、产能提升及应用拓展,太空光伏产业有望在政策引导、资本参与及可回收火箭降本等多重因素驱动下,实现从“单星”到“星座”、从实验室到工业化量产、从科研示范到商业化盈利的跨越式发展。
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