太空光伏：科幻变现实，未来能源新篇章

在广袤无垠的宇宙深处，一系列宏大的光伏板阵列如同静谧的麦田，在地球的轨道上延展，数以万计的电池板排列得井井有条，形成严密的几何图形，仿佛漂浮在真空中的无边田野。

这样壮观的太空光伏场景，或许在不久的将来就会成为现实。最近，马斯克宣布了每年向太空部署100GW（吉瓦）的计划，这一消息瞬间在A股市场引发了太空光伏概念的热烈讨论。

近期，晶科能源的董事长李仙德在新年贺词中透露，同样的光伏板在太空中的平均发电量比地球上高出7至10倍，这解决了间歇性和衰减的难题，理论上可以持续使用并产生电力。

天合光能的董事长高纪凡也在新年贺词中表示，新的一年，天合将加速推进钙钛矿的量产化和商业化进程，开启太空光伏和星际算力的新纪元。

两位光伏领域的巨头都对太空光伏持乐观态度。看似科幻的太空光伏，或许并非遥不可及。2025年的最后一天，协鑫光电董事长范斌和光因科技创始人温言杰分别接受了《每日经济新闻》的专访。这两家钙钛矿厂商均表示，太空光伏潜力巨大，但仍受到商业航天运输成本等因素的制约。

太空光伏的潜力

新的一年开始，太空光伏正成为新的市场热点。

那么，与地面光伏相比，太空光伏又有哪些优势呢？目前，地面光伏已经可以平价上网。但由于发电时间具有间歇性，必须配备储能设施才能满足用电需求。

相比之下，太空光伏的发电规律更加稳定。地面电站发电主要依赖正午阳光最强的时段。而太空光伏是如何发电的呢？

协鑫光电董事长范斌对每经记者说：“以低轨卫星为例，每几十分钟就会绕地球一周，明暗交替。因此，太空光伏也需要配备储能设施，但其储能的周期性非常稳定，无需考虑天气等外部因素。地面上的储能设施需要应对极端变化，而太空光伏则不需要。”

马斯克之所以要建立庞大的太空光伏系统，正是为了满足其星链对能源不断增长的需求。同时，中国的低轨卫星群建设也在加速推进中。

中信建投证券认为，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。中国低轨卫星星座建设正释放巨大的市场潜力，目前已规划了多个巨型星座项目，包括通信骨干星座和商业细分领域星座，规划总卫星数量超过5万颗。

范斌推算：“如Space X发射的卫星，一颗卫星需要几平方米的光伏板，按30%的效率计算，一平方米可产生300瓦的电力，一颗卫星大约需要一两千瓦。1万颗卫星就需要十几兆瓦的电力。”

即使按照5万颗卫星计算，其电力需求相比地面光伏仍然显得微不足道。但范斌也指出：“（卫星）使用的光伏板本身并不多，但由于需要极致轻量化和抗紫外线等设计，单瓦的价值量相对较高。以晶硅为例，地面用的晶硅组件每瓦只需7毛钱，而太空用的晶硅每瓦则需要几十元。”

未来随着太空数据中心的建设，对太空光伏的需求将呈指数级增长。光因科技创始人温言杰表示：“太空算力需要大量能源，而太阳是一个极好的核聚变装置。通过汲取太阳能量并转化为电力，供给太空算力。算力中心计算完毕后，只需将结果传回地球。”

关于为何要部署太空算力，温言杰解释：“首先，太空的空间几乎是无限的；其次，我们大部分的能源来自太阳，为什么不把算力中心部署到太空直接获取太阳能呢？这样更高效；此外，地面的算力中心需要各种方式降温而太空温度极低对降温的需求少整体能耗降低。”

正因为太空数据中心的诸多优势国内外均在积极筹划投资建设。

在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”应用目标；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。

在国际层面马斯克提出了太空AI计算中心构想计划依托星舰火箭部署100GW至500GW级太阳能AI卫星。

钙钛矿能否成为突破口？

目前太空光伏主要以砷化镓和晶硅产品为主。此外钙钛矿产品也有少量应用并被视为最具潜力的技术路线。

中信建投预计短期（2024年至2027年）将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年至2030年）P型HJT（异质结）电池在现有量产技术中抗辐射、轻量化性能更优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。

那么钙钛矿的优势又在哪里呢？

范斌表示：“砷化镓非常昂贵其成本长期未能有效下降。因此未来（太空光伏）转向钙钛矿是大概率的事情。”

他补充说：“可回收火箭已经大幅降低了卫星的发射成本。在这种情况下昂贵的砷化镓电池显得格格不入。每平方米砷化镓（电池）的价格预计为二十万元至三十万元每瓦砷化镓电池的价格约为1000元至2000元即地面晶硅电池的1000多倍。”

事实上砷化镓除了价格因素在光转效率、抗辐照能力等方面也领先晶硅电池。

范斌表示：“砷化镓除了价格高昂外几乎没有其他缺点。而晶硅的光转效率不是特别高砷化镓的转化效率要高出晶硅20%以上。对于卫星这种应用场景高效率是非常必要的。此外砷化镓的抗辐照能力较强晶硅电池对杂质的容忍度很低因此在太空中衰减会很快砷化镓电池的衰减则显著优于晶硅。”

而钙钛矿兼具了砷化镓在光转效率和抗辐照能力方面的优势。范斌表示：“目前钙钛矿叠层在实验室的光转效率已经接近35%同时钙钛矿也是一种薄膜材料理论上在太空中抗辐照性能将类似于砷化镓。此外钙钛矿还比较便宜。”

温言杰也表示：“钙钛矿一方面光电转化效率可以做到很高；另一方面钙钛矿电池比较轻且可以做成柔性的。此外钙钛矿在抗辐照能力上也非常强。”

尽管太空光伏需求广阔且钙钛矿这样的优质产品正在逐渐成熟但也有业内人士指出：“太空光伏必须能够承受300度的极端温差、强辐射及原子氧腐蚀这对电池寿命是严峻考验。要实现每年100GW的宏大规模仅组件成本就可能高达千亿美元量级这还不包括昂贵的发射、施工与在轨维护费用。虽然太空光伏的商业化随着商业航天与新电池技术的发展有可能成为现实但其挑战也不容忽视。”

事实上范斌和温言杰都认为商业航天的发射成本将影响未来太空光伏的发展。只有降低卫星发射成本才有可能让太空光伏的梦想照进现实。