2026年太空光伏行业系列报告(一):太空能源心脏,开启商业航天万亿蓝海

  • 来源:申万宏源研究
  • 发布时间:2026/03/30
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太空光伏行业系列报告(一):太空能源心脏,开启商业航天万亿蓝海.pdf

太空光伏行业系列报告(一):太空能源心脏,开启商业航天万亿蓝海。商业航天已进入规模化、产业化发展的“大航天时代”,在政策、资本与技术共振下,市场规模正朝万亿元级别迈进。在这一浪潮中,太空光伏(太阳翼)作为航天器主要可靠的长期能源系统,其需求预计将迎来爆发式增长,技术路线正从高可靠向高性价比迭代,有望催生新的产业链投资机会。技术格局:太空光伏正沿“砷化镓→P型HJT晶硅→钙钛矿/叠层”三梯队演进:短期三结砷化镓牢牢占据高轨/深空与高价值任务;中期P型HJT凭借更佳抗辐照与成本优势接棒低轨商业星座;长期钙钛矿叠层凭借高比功率+低成...

太空光伏的技术演变:成本下降,效率提升

太空光伏的发展路径清晰体现出“从硅到砷化镓,再到多结与钙钛矿叠层、从小功率试验卫星到大规模星 座与空间电站设想”的演进逻辑。在近70年的演化过程中,技术路线不断在效率—成本—能质比(单位质 量/面积输出功率)与抗空间环境能力之间寻找最优解。目前以锗衬底三结砷化镓为核心的第三代薄膜化 合物电池仍是空间主力,但从效率上限和降本潜力看,P型HJT、钙钛矿(尤其是与HJT/晶硅叠层)正成 为下一阶段太空光伏技术迭代的关键方向。

太空光伏技术演变:当前仍以砷化镓技术为主

由于初期成本极高,太阳能电池率先在价格不敏感、对可靠性极度敏感的航天领域获得应用。1958年美国卫星“先锋一号”成为人类历史 上第一颗使用太阳能电池的人造卫星。这一阶段效率低,成本高,以晶硅为主。

第二阶段:Ⅲ–V族化合物与砷化镓崛起。空间用三结砷化镓实验室效率可达30%以上;单结砷化镓仅需6–7层外延,而三结砷化镓需近30 层外延,外延结构极度复杂,对每一层生长质量要求极高,形成极高技术与资本壁垒。成本水平近年虽有降本,但仍处在约20-30万/平米 级别,因此主要应用于GEO通信卫星、导航卫星、空间站等高价值航天器。这一阶段,太空光伏从“能用”迈向“好用”。

GaAs:高价值场景的“刚性主力”,成本与产能限制发 展

多结砷化镓(GaAs)目前依然是高价值通信卫星、深空探测的主力,但成本与产能严重制约其在低轨星 座与太空算力场景的大规模放量。

P型HJT:有望率先切入低轨卫星

P型HJT(异质结)兼具晶硅产业链成熟和太空应用特性(超薄),在2024–2026年 逐步从技术验证走向低轨场景渗透期。

钙钛矿叠层:从地面GW产线到太空送样

钙钛矿被视为第三代光伏核心材料,在AM1.5G下单结效率已过27%(《太阳能电池效率表》(第66版)),叠层 结构可进一步提升效率和比功率。

太空钙钛矿的核心优势包括:高比功率、柔性可折叠、低成本溶液法制备、高辐射耐受潜力等,特别适合 低轨卫星寿命仅5年左右、对成本与比功率高度敏感的场景。

地面端GW级产线(极电光能、协鑫光电、纤纳光电等)加速落地,意味着设备与工艺体系已基本成熟,为 后续“太空级定制化产线”提供成本与制造基础。

光伏企业积极布局太空钙钛矿技术路线

太空光伏打开钙钛矿的市场需求空间,多家企业积极推动太空光伏钙钛矿技术的研发,我 们预计钙钛矿在太空光伏的商业化有望加速:近期(1-2年)完成中试线建设、在轨验 证,中期(2-3年)实现规模化量产、成本下降,远期(3-5年)完成太空光伏大规模部署。

编辑:火腿肠
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