在達(dá)沃斯論壇上,馬斯克宣布了一項雄心勃勃的計劃:SpaceX與特斯拉將在三年內(nèi)于美國建設(shè)總計200 GW的光伏產(chǎn)能,其中部分產(chǎn)能將用于太空衛(wèi)星和數(shù)據(jù)中心供電。SpaceX還設(shè)定了每年部署約100萬顆太陽能AI衛(wèi)星的目標(biāo),并力爭在2030年前實現(xiàn)首個100 GW的太空光伏里程碑。這一計劃引發(fā)了市場對太空光伏技術(shù)的廣泛關(guān)注。
太空光伏技術(shù)通過在衛(wèi)星、空間站等太空環(huán)境中安裝太陽能電池板發(fā)電,不僅可為航天器自身供電,未來還可能通過無線傳輸方式為地面提供電力。與地面光伏相比,太空光伏的優(yōu)勢在于不受晝夜交替和天氣變化的影響,能夠?qū)崿F(xiàn)24小時持續(xù)發(fā)電,年發(fā)電小時數(shù)和能量密度較地面光伏提升7至10倍。
然而,太空環(huán)境對光伏技術(shù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。高能宇宙輻射、±150℃的劇烈溫差循環(huán)以及高真空條件下的散熱困難,都對光伏電池的轉(zhuǎn)換效率、使用壽命和材料結(jié)構(gòu)提出了極高要求。開源證券指出,太空光伏的核心追求并非極致成本控制,而是供電的高度可靠性。
目前,太空光伏的實現(xiàn)路徑主要有三條技術(shù)路線:砷化鎵、異質(zhì)結(jié)(HJT)和鈣鈦礦電池。砷化鎵電池因其高轉(zhuǎn)換效率、抗輻射能力和穩(wěn)定性,已成為衛(wèi)星和空間站能源供應(yīng)的主流技術(shù)。然而,其復(fù)雜的材料制備工藝導(dǎo)致成本高昂,每平方米價格高達(dá)20萬至30萬元,限制了其在低軌場景中的大規(guī)模應(yīng)用。
盡管砷化鎵電池在短期內(nèi)將主導(dǎo)高價值通信衛(wèi)星和深空探測等高端場景,但中信建投證券預(yù)測,其成本和產(chǎn)能約束將制約其在低軌場景中的普及。相比之下,異質(zhì)結(jié)技術(shù)依托成熟的硅基產(chǎn)業(yè)鏈,制造成本遠(yuǎn)低于砷化鎵,且薄片化、輕量化的特點可降低發(fā)射載荷,顯著減少單位功率的發(fā)射成本,與SpaceX的低成本發(fā)射需求高度契合。
SpaceX已選定P型HJT電池技術(shù)作為其太空光伏大規(guī)模量產(chǎn)的方案。自2023年起,該公司已完成上萬片P型HJT電池的測試。華西證券的研報顯示,異質(zhì)結(jié)電池的開路電壓較高,有利于獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率,目前量產(chǎn)效率普遍在24%以上,理論最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)27.5%,未來通過鈣鈦礦疊層技術(shù)或可提升至30%以上。
盡管鈣鈦礦電池的單結(jié)轉(zhuǎn)換效率更高,可達(dá)33%,且成本潛力巨大,但其對太空極端環(huán)境的長期穩(wěn)定性尚待驗證。目前,鈣鈦礦電池在地面光伏市場的應(yīng)用仍處于初級階段,距離商業(yè)化應(yīng)用還有一定距離。因此,從綜合成本和技術(shù)成熟度來看,異質(zhì)結(jié)技術(shù)是當(dāng)前的最優(yōu)選擇。
中信建投證券分析,中期(2026-2030年),具備抗輻射性和輕量化優(yōu)勢的P型異質(zhì)結(jié)電池有望逐步滲透低軌短期任務(wù);遠(yuǎn)期(2035-2040年),鈣鈦礦/晶硅疊層電池的滲透率或達(dá)60%,電池需求量達(dá)1.08 GW,而P型HJT電池和砷化鎵電池的滲透率預(yù)計均為20%,需求量均為0.36 GW。
隨著中國商業(yè)航天的快速發(fā)展,國內(nèi)多家企業(yè)已布局太空光伏領(lǐng)域。江蘇省可再生能源行業(yè)協(xié)會指出,異質(zhì)結(jié)技術(shù)的供應(yīng)鏈已相對完整,為其大規(guī)模應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
馬斯克的太空光伏計劃公布后,光伏設(shè)備板塊市場表現(xiàn)活躍。其中,邁為股份作為HJT整線設(shè)備的頭部供應(yīng)商,股價連續(xù)四個交易日上漲。截至1月27日收盤,其股價報收362.5元,上漲5.96%,市值超1013億元,近兩個月內(nèi)漲幅超2倍。市場對異質(zhì)結(jié)電池設(shè)備的關(guān)注度顯著提升,反映出投資者對這一技術(shù)路線的信心。















