2026年太空光伏行业深度：驱动因素、技术路径、产业链及相关公司深度梳理

行业概述

1、太空光伏定义及优势

对于航天器而言，电源是最重要的分系统之一，按其功能划分，航天电源系统主要可分为能源生成、能 源储存、能源管理和能源分配四大功能模块。根据北斗卫星导航系统官网，现在，卫星上采用的电源主 要有太阳能电池电源、化学电源和核电源。在太空中，传统的化石能源存在存储风险高、补给难度大等 致命缺陷，而核能则面临技术复杂度高、安全管控严格等问题，难以规模化应用。相比之下，光伏技术 可直接将太阳能转化为电能，具备持续性、稳定性和轻量化的核心优势，完美适配太空极端环境下的能 源需求。目前长寿命卫星现都普遍采用太阳能电池，可以工作几年甚至几十年。

太空光伏通过在航天器或卫星上搭载光伏组件，实现航天器或卫星的供电。对比地球，太空是更加适配 太阳能发电的重要地点，主要原因是： 太空光伏具备得天独厚的环境条件。地球大气层对阳光的削弱作用较强，大气层中的气体分子（如氮气、 氧气等）、水汽、尘埃等会对阳光产生散射与吸收。在太空，没有了屏障，太阳能电池板能够尽情接收 能量，发电效率大幅提升。据估算，在太空中相同面积的太阳能电池板接收的光能，相比地球表面某些 地区可高出 2-3 倍之多。 太空具备近乎无尽的光照时间。地球上太阳能发电装置只有白天能够运行，以地球同步轨道为例，卫星 式的太阳能电站运行在此轨道上，其周期与地球自转周期相同，相对地球位置基本固定，大约 99%的时 间都沐浴在阳光之下，几乎不存在光照中断的困扰，对于需要稳定能源的领域，如数据中心、航天设施 等意义非凡。 太阳辐射角度稳定。地球上不同维度上，太阳高度角随着季度和时间变化无常，单位面积接收的太阳光 能量并不稳定，而在太空中，位置设计合理的情况下，太阳能电池板能够稳定高效地将光子转化为电能。

2、太空光伏应用领域包括太空太阳能电站和卫星太阳翼

太空光伏应用领域主要为专用发电的太空太阳能电站以及支撑卫星运行的电源系统中的太阳翼。 太空太阳能电站：沈阳航空航天大学杨靖宇研究团队在学术期刊《中国空间科学技术》上披露了其最新 太空太阳能电站研究成果，这项被命名为“SSPSCMCA”（圆柱形模块化空间太阳能电站）的设计，其结 构主要包括三部分：太阳能发电装置、能量转换和发射装置、地面接收和转换装置，其中发电子卫星主 要用于太阳能采集，其中光伏电池为关键结构。 卫星太阳翼（太阳电池阵）：卫星平台的电源系统占整个卫星平台成本的 22%。电源系统主要包括太阳 翼和电源系统集成，太阳翼的核心作用是将太阳光能高效、持续地转化为卫星所需的电能。太阳能翼按 照基板材质可分为刚性、半钢性和柔性三种，柔性太阳能翼厚度薄、质量小、适合折叠发射的特性是目 前卫星互联网星座组网卫星的最优解决方案；电源系统集成主要为了保证各系统能够有充足的能源、合 适的电压正常工作。

驱动因素

1、商业航天：打开太空光伏市场空间

太空光伏的增量空间，核心来源于卫星数量激增。随着可回收火箭、一箭多星等技术的成熟，卫星发射 成本大幅降低，推动全球航天发射进入高频次、规模化时代。根据 Spacemapper，2020 年来全球卫星 发射数量呈现高速增长态势，2025 年来增速进一步加快，全年全球卫星发射次数约 4000 次，增速超 过 50%。从目前在轨卫星的国家构成上来看，美国达 11688 颗，占据绝对主导地位；俄罗斯、中国分别 达 1550 颗和 1097 颗，相较美国而言有所落后。

太空资源已经成为大国博弈的新战场，轨道资源先到先得。近地轨道（LEO）的频率及轨道位置资源具 有排他性，遵循国际电信联盟（ITU）的“先到先得”原则，这使得空间资源的抢占成为大国博弈的战略 核心。当前全球低轨星座领域呈现“美国主导、其他航天国家加速跟进”的态势。以 SpaceX 的 Starlink、 亚马逊的 Kuiper 为代表的美国企业已抢占先机；中国、英国（OneWeb）及欧盟等紧随其后。 美国主要参与者包括 SpaceX 与亚马逊，先发优势明显。据 Space 报道，SpaceX 在 2025 年完成 167 次轨道发射任务，约占美国当年轨道发射总数的 85%，共执行 123 次星链任务，累计将 3000 多颗卫星 送入轨道，目前星链星座在轨运行卫星数量已超过 9300 颗。根据 CNBC，美国联邦通信委员会于 26 年 1 月已批准 SpaceX 公司部署另外 7500 颗第二代星链卫星的请求，SpaceX 第二代星链卫星的获批总 数达到 15000 颗；除此之外，SpaceX 已申请部署近 30000 颗卫星，仍有 15000 颗卫星等待审批。根 据亚马逊官网，亚马逊也正加速搭建其 LEO 计划，目标搭建一个超 3000 颗卫星的近地通讯网络。 卫星平均质量呈持续攀升态势。根据 BryceTech 发布的《2025 版小卫星数据年报》，2021—2024 年全 球单颗小卫星平均质量实现稳步增长；若剔除 Starlink、OneWeb 两大规模化组网星座的卫星样本， 2024 年小卫星平均质量同比增幅接近翻倍。未来，随着卫星系统性能需求的持续升级，叠加高分辨率 传感器、高性能推进器、集成化电子学硬件等核心设备的加装与升级，小卫星单星平均质量有望保持稳定增长态势。与之相呼应，卫星太阳翼面积亦呈现同步扩张趋势。以星链系列卫星为例，其太阳翼面积 随版本迭代持续扩容：星链 V1.5 太阳翼面积超 20 ㎡，V2 Mini 版本提升至超 100 ㎡，而 V2.0 版本突 破 250 ㎡，V3 面积达 400 ㎡，直观印证了卫星功率需求随性能升级而持续提升的行业趋势。

国内组网建设进程同步加快。国内方面，以中国星网“GW 星座”、垣信卫星“千帆星座”为主导的整体规 划体量突破 3 万颗。不过截至 2025 年底，两大星座在轨卫星数量仅超百颗，与国际头部企业的组网规 模存在显著差距。随着发射场扩建、可复用火箭技术成熟等配套设施与技术的逐步落地，国内低轨卫星 星座有望迈入规模化、全面化建设新阶段。

2025 年年末，国家航天局宣布设立商业航天司，并发布《推进商业航天高质量安全发展行动计划 （2025-2027 年）》，计划到 2027 年，商业航天产业生态高效协同，产业规模显著壮大，资源能力实 现统筹建设和高效利用。在此引导下，“GW 星座”、“千帆星座”等国家队或国资企业的巨型项目有望加速推进，据国际电信联盟（ITU）官网显示，2025 年最后一周，我国向 ITU 申报了多个卫星星座计划， 申报总规模超 20 万颗，涉及中国星网、上海垣信、中国移动、中国电信、无线电创新院、国电高科、 航天驭星、银河航天等多家公司机构，而按照部署节点要求，申报完成后需要在 7 年内发射首颗卫星， 9 年内完成 10%的卫星部署，12 年内完成 50%，14 年内实现全部部署完成。能够认为国内商业航天政 策加速（航天司设立等）、技术进步加速（火箭回收试验等），均带来实质性商业航天和太空光伏的短 期催化。

2、太空算力：商业化落地拉升高端能源需求

地面算力触及天花板，太空能源供给成为刚需。地面数据中心的发展正面临日益严峻的资源约束，主要 表现在电力供应与散热两大瓶颈。根据中国移动研究院，1PFLOPS 算力每天要耗电大约 2,400 千瓦时； 在散热方面，冷却系统的能耗通常占数据中心总能耗的 40%左右。以 ChatGPT 为例，《纽约客》杂志 援引研究机构报告指出，其每日需处理约 2 亿次请求，耗电量超过 50 万度，相当于 1.7 万个美国家庭的 日用电量。随着生成式 AI 的广泛普及，国际能源署预计到 2027 年，全球 AI 行业年耗电量将达 85 至 134 太瓦时（1 太瓦时等于 10 亿千瓦时）。 除电力外，散热过程也对水资源构成巨大压力，AI 模型依赖高密度 GPU/TPU 集群运行，产生热负荷， 需依托水基冷却系统（如冷板式液冷或冷却塔）进行持续散热。同时，电力生产环节（如火电、核电） 也会间接消耗大量水资源。加州大学河滨分校的研究显示，ChatGPT 每处理 25 至 50 个用户问题，即 可消耗约 500 毫升水。考虑到其活跃用户数已突破 1 亿，长期运行所带来的水资源消耗规模可观。随着 全球算力需求持续攀升，地面资源支撑体系已逐渐逼近承载极限。 同时卫星正经历从天数地算到天地一体协同计算的跨越。早期的卫星主要充当数据搬运工，受限于带宽 和传输窗口，数据往往需要等到卫星过境时才能下传，时效性以天甚至周为单位。现在的天数天算模式 则让卫星具备了在轨处理能力，相当于用计算换带宽，实现了从 0 到 1 的突破。

在此背景下，太空成为突破算力资源瓶颈的重要方向。与地面相比，太空在能源获取与散热方面具有优 势：1）AM0 光源优势：太空中无大气遮挡，太阳光辐射强度稳定，年有效发电时间可超过 8000 小时， 达到地面的 4 至 7 倍；2）真空辐射散热：太空近乎真空的环境可通过辐射高效散热，其散热效率约为 地面的 100 倍，缓解了冷却系统的设计与能耗压力。在这一趋势推动下，太空能源需求结构已发生明显 升级：从早期低轨卫星的通信、遥感等基础功能（单星功率数百瓦，可采用砷化镓电池与小面积太阳 翼），逐步发展为多任务集成卫星（单星功率提升至数千瓦，部分高端型号超过 10 千瓦，需配置数十 平方米的太阳翼），并进一步向太空算力中心演进——例如马斯克提出的 100GW 太空 AI 计算中心构想， 需配套约 4 平方公里的光伏阵列，标志着能源需求正式进入指数级增长阶段。

当前，全球主要经济体已竞相启动实质性布局，国内之江实验室的“三体计算星座”与国星宇航的“星算计 划”已率先完成首批算力卫星发射；海外 Starcloud 与欧盟 Google 也分别提出了建设太空算力的宏伟蓝 图，太空算力网络正加速从概念构想迈向规模化部署的新阶段。

太空光伏是太空算力数据中心的唯一主能源与系统级成本拐点：高日照效率与近乎零边际电价让轨道数 据中心十年总成本较地面下降一个数量级（约 820 万美元 vs1.67 亿美元）；能源系统重量与柔性卷展 结构决定卫星总体经济性与架构形态，技术路线从“砷化镓—硅基 HJT—晶硅/钙钛矿叠层”演进直接重塑 单位功率成本与面密度，决定 GW 级算力中心的可规模化部署。太空算力建设节奏（从试验星到 GW 级 母舰）将反向拉动太空光伏装机与产业链，形成“算力—能源”强耦合的指数级扩张路径。

技术路径

太阳翼为航天器提供稳定的能量来源。现阶段，大部分的航天器采用太阳电池组合蓄电池的方式作为航 天器电源系统的能源供给，空间太阳电池阵可将光能转换为电能为航天器供电和蓄电池充电。根据《高 效太阳电池及其阵列技术的空间应用研究进展》（王凯等），空间太阳电池经历了硅太阳电池、叠层太 阳电池（单结和多结 GaAs、InP、InP/Si、CdTe 等电池）和薄膜太阳电池的发展历程。光电转换效率 是衡量太阳电池性能的重要指标，以目前使用最广泛的三结砷化镓太阳电池为例，其在轨光电转换效率 已超过 30%。 在 20 世纪 80 年代以前航天器主要采用硅电池作为太阳电池阵的发电单元，它具有工艺成熟、生产成本 低、机械强度高等优点，通过扩散、密栅厚电极制备、正胶剥离等工艺技术改进，空间用硅太阳电池的 光电转换效率从早期的 12.3%至提升到 15.0%以上；2000 年以后，由于砷化镓电池的广泛应用，硅电 池在空间的应用逐渐减少。但是，近年来随着地面通信技术（5G 通信）、商业航天等空间资源开发需 求的增长，对低成本、批量化、快节奏的能源需求也日益增加，由于具备产业化大规模生产的优势，硅 电池依然具有广阔的应用前景。例如可通过在现有的 P 型衬底单晶硅太阳电池工艺基础上进行适当改进， 进一步提升硅电池的光电转换效率和空间环境适应性，高效硅太阳电池制备过程的关键技术主要有：衬 底减薄和镀膜优化工艺；质量比功率和抗空间辐照性能提升技术等。

根据《Solar Energy in Space Applications:Review and Technology Perspectives》（Rosaria Verduci 等），从“效率、抗辐射性、比功率、柔性、成本”等比较各种技术的优劣势，多结电池效率具备明显优 势，而铜铟镓硒、钙钛矿还未有成熟的太空商用效率；在抗辐射性方面，铜铟镓硒电池表现“极佳”，其 他电池也均可适配太空环境；比功率，钙钛矿电池优势显著，铜铟镓硒次之；柔性化方面，钙钛矿、铜 铟镓硒具备优势；制造成本来看，多节电池较高。

编辑：火腿肠