太空光伏：从科幻到现实，钙钛矿与商业航天共舞未来能源

在浩瀚无垠的太空中，一片片巨大的光伏板阵列静谧地铺展在近地轨道上，宛如漂浮在真空中的无边“麦田”。数以万计的电池板整齐划一，排列成严密的几何方阵，吸收着太阳无尽的能量。这样的场景，或许在不远的将来就会成为现实。近期，埃隆·马斯克抛出每年向太空部署100吉瓦（GW）光伏的宏大计划，瞬间引爆A股市场对太空光伏概念的狂热追逐。

近日，晶科能源董事长李仙德在新年致辞中展望：同样一块光伏板，在太空的平均发电量比地球上高出7至10倍，这从根本上破解了地面光伏的间歇性和衰减瓶颈。他乐观地表示，原则上太空光伏可以一直运行、持续发电，无需担忧昼夜更替与天气变幻。

天合光能董事长高纪凡也在新年致辞中透露，新的一年，天合将加快推进钙钛矿技术的量产化与商业化进程，正式开启太空光伏与星际算力的新纪元。两位光伏巨头的发声，让曾经遥不可及的太空光伏，似乎正一步步走向现实。2025年最后一天，协鑫光电董事长范斌、光因科技创始人温言杰分别接受了《每日经济新闻》记者的专访，两大钙钛矿厂商均表示太空光伏潜力巨大，但目前仍受商业航天运输成本等因素制约。

太空光伏的无限潜力

新年伊始，太空光伏迅速成为市场新热点。那么，太空光伏相比地面光伏究竟有哪些独特优势？当前，地面光伏已实现平价上网，但受限于昼夜与天气，发电具有间歇性，必须搭配储能才能满足持续用电需求。相比之下，太空光伏的发电规律则稳定得多。协鑫光电董事长范斌向每经记者解释：“以低轨卫星为例，每几十分钟绕地球一圈，经历明暗交替，因此太空光伏同样需要储能。但其储能周期极其稳定，无需像地面那样预留余量应对极端天气。”

马斯克之所以雄心勃勃地规划庞大太空光伏，正是为了满足其星链计划日益增长的能源需求。与此同时，中国的低轨卫星星座建设也已拉开序幕。中信建投证券分析指出，低轨卫星与卫星互联网星座是当前太空光伏最核心的应用场景。中国已规划六座巨型星座项目，涵盖“国网”“G60千帆星座”等通信骨干星座，以及“吉利未来出行星座”（车联网定位）、“天启”（物联网数据）、“鸿鹄-3”（宽带通信）、“三体计算星座”（在轨算力）等商业细分领域星座，规划总卫星数量超过5万颗。

范斌估算道：“以Space X的卫星为例，单颗卫星需要数平方米光伏板，按30%效率计算，每平方米约300瓦，一颗卫星就需要一两千瓦。1万颗卫星便对应十几兆瓦的需求。”尽管相比地面光伏的庞大装机，这一数字微不足道，但范斌强调：“卫星用光伏本身量不大，但由于需要极致轻量化、抗辐射等特殊设计，单瓦价值极高。地面晶硅组件每瓦仅需0.7元，而太空用晶硅每瓦可达几十元。”

未来，随着太空数据中心的建设，太空光伏的需求将呈指数级增长。光因科技创始人温言杰对每经记者表示：“太空算力需要大量能源，而太阳本身就是一个巨大的核聚变装置。我们汲取太阳能转化为电力，供给太空算力中心，计算完成后只需将结果传回地球。”他进一步阐释太空算力的优势：“首先，太空空间几乎无限；其次，绝大部分能源来自太阳，将算力中心部署到太空可直接获取能源，更加高效；此外，地面算力中心需要风冷、液冷等降温方式，而太空温度极低，降温需求少，整体能耗大幅降低。”

国内外均在积极筹划太空数据中心。国内层面，北京太空数据中心规划于700至800公里晨昏轨道部署吉瓦级系统，分三阶段推进：2025年至2027年建成200KW/1000POPS算力星座，实现“天数天算”；2028年至2030年推进二期，实现“地数天算”商业化；2031年至2035年完成卫星量产与在轨对接，建成大规模集群。国际层面，马斯克提出太空AI计算中心构想，计划依托星舰火箭部署100至500吉瓦级太阳能AI卫星。

钙钛矿能否脱颖而出？

目前，太空光伏主要采用砷化镓和晶硅产品，钙钛矿也有少量应用。而钙钛矿被视为最具潜力的技术路线，是太空光伏的未来。中信建投预计，短期（2024-2027年）由三结砷化镓电池主导高价值通信卫星、深空探测等场景；中期（2026-2030年）P型HJT（异质结）电池凭借抗辐射、轻量化优势，有望逐步渗透低轨短期任务；长期（2028年后）钙钛矿叠层电池凭借高比功率优势加速突破。

钙钛矿的优势何在？范斌分析：“砷化镓极其昂贵，长期以来成本居高不下。未来太空光伏转向钙钛矿是大概率事件。”他补充道：“可回收火箭大幅降低了卫星发射成本，昂贵的砷化镓电池显得格外突兀。每平方米砷化镓电池价格约二十万至三十万元，每瓦价格高达1000至2000元，是地面晶硅电池的千倍以上。”砷化镓除了价格昂贵，在光转效率、抗辐照能力等方面领先晶硅。范斌表示：“砷化镓除了贵，几乎没有缺点。晶硅效率不高，砷化镓转化效率高出20%以上，且抗辐照能力强，太空中衰减显著优于晶硅。”

钙钛矿兼具砷化镓的高效与抗辐照优势。范斌指出：“目前钙钛矿叠层在实验室光转效率已接近35%，且钙钛矿作为薄膜材料，理论上抗辐照性能类似砷化镓，同时成本低廉。”温言杰也强调：“钙钛矿光电转化效率高，质量轻，可柔性制备，抗辐照能力非常强。”

太空光伏前景广阔，钙钛矿等优质产品正逐渐成熟。不过，有业内人士提醒：“太空光伏必须耐受300度的极端温差、强辐射及原子氧腐蚀，对电池寿命是严峻考验。要实现每年100吉瓦的宏大规模，仅组件成本就可能高达千亿美元量级，尚未包含天价的发射、施工与在轨维护费用。太空光伏值得想象，作为地面能源的终极互补方案，其商业化随商业航天与新电池技术发展有可能成为现实。”

范斌和温言杰均认为，商业航天的发射成本将深刻影响未来太空光伏的发展。只有卫星发射成本足够低，太空光伏的梦想才能真正照进现实。