深度 | 一天吃透【太空光伏】產(chǎn)業(yè)鏈，航天 + 光伏的跨界機遇

01 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

02 什么是“太空光伏”

AI時代+商業(yè)行業(yè)的爆火，驅(qū)動太空算力的橫空出世，詳情可見（）。而需要在太空中持續(xù)穩(wěn)定的為衛(wèi)星提供能量，太陽能自然成為了首選。

在太空中，太陽能是唯一一種既高效又能長期穩(wěn)定供電的能源，而太陽能電池就是實現(xiàn)這一供電能力的核心，就像發(fā)電廠的發(fā)電機一樣。

航天器的電源分系統(tǒng)，就相當(dāng)于它的 “心臟”，負(fù)責(zé)給星上所有用電設(shè)備輸送能量。現(xiàn)在幾乎所有的衛(wèi)星、臨近空間飛行器，要想自己執(zhí)行任務(wù)，比如變軌調(diào)整位置、和地球進行通信，都離不開這套電源系統(tǒng)的支持。

目前主流的方案是 “太陽電池陣 + 蓄電池組” 的聯(lián)合供電模式，主要由三大部件組成：

成本拆分

電源系統(tǒng)是衛(wèi)星在太空持續(xù)運行的能量基礎(chǔ)，它的重量能占到衛(wèi)星總重量的 30%，成本約占整星的 22%。其中光伏電池的成本占比超過 50%，是決定衛(wèi)星供電能力和功率大小的核心部件。

太陽翼就相當(dāng)于航天器的 “巨型太陽能發(fā)電站”，在整個能源系統(tǒng)里價值占比最高。它由大量太陽電池組成陣列，能把太空軌道上的太陽光直接轉(zhuǎn)化為電能，是航天器電源分系統(tǒng)的主供電來源。

在衛(wèi)星電源系統(tǒng)中，太陽翼的價值通常占 60% 到 80%，其價值量遠高于鋰離子電池組與電源控制設(shè)備。

03 上游產(chǎn)業(yè)鏈--核心供能

03-1、砷化鎵電池

砷化鎵電池是當(dāng)前主流空間電池，與追求低成本的地面光伏不同，它以極致性能與可靠性為核心，是各類航天器的生命線，作為主電源已歷經(jīng)從硅電池到多結(jié)、薄膜砷化鎵電池的四次技術(shù)革新。

砷化鎵電池憑借高效率與高可靠性，是航天等高端場景的理想選擇。它的核心材料砷化鎵的能量吸收區(qū)間處于理論最優(yōu)范圍，而多結(jié)砷化鎵電池就像一套多層精準(zhǔn)濾網(wǎng)，由 GaInP、GaAs、Ge 等不同材料分層組成，分別捕捉高、中、低不同能量的太陽光光子，大幅拓寬了太陽光的利用范圍，發(fā)電效率因此更高。

同時它具備極強的抗輻射能力與高溫穩(wěn)定性，如同能在極端環(huán)境下穩(wěn)定運行的特種裝備，完全契合高端長壽命航天任務(wù)的核心需求，這些性能優(yōu)勢足以覆蓋其高昂成本。

不過在追求大規(guī)模部署的衛(wèi)星星座項目中，砷化鎵的高成本與有限產(chǎn)能成為明顯短板，這也為鈣鈦礦等低成本光伏技術(shù)提供了競爭機會。

砷化鎵電池是當(dāng)前全球主流航天平臺的首選技術(shù)方案。國際空間站與我國天宮空間站均采用三結(jié)砷化鎵電池，效率達 28%-30%，已實現(xiàn)多年穩(wěn)定運行。

美國 SpaceX、歐洲空間局等多國航天機構(gòu)與企業(yè)的衛(wèi)星星座、遙感任務(wù)也廣泛使用該電池，覆蓋低軌通信、高軌遙感等多場景，充分驗證了它的通用性與可靠性。

03-2、鈣鈦礦電池

鈣鈦礦技術(shù)實現(xiàn)了極致降本與效率躍升的雙重突破。它的制備路徑和傳統(tǒng)晶硅、砷化鎵電池完全不同，采用 150℃的低溫涂布印刷工藝，整個生產(chǎn)流程都能在同一家工廠完成，大幅降低了設(shè)備投入成本；同時原材料來源廣、價格低，配方還能靈活調(diào)整，具備數(shù)量級的降本潛力。

鈣鈦礦電池憑借輕量化、高能質(zhì)比、低成本及穩(wěn)定性優(yōu)勢，有望成為太空供電終極解決方案。總的來說，其優(yōu)缺點如下：

但當(dāng)前存在難點，地面用鈣鈦礦電池難以適應(yīng)太空惡劣環(huán)境，高低溫沖擊、高能粒子輻照、紫外光、原子氧等，對其材料、結(jié)構(gòu)、封裝選擇提出極高要求。

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04 中游產(chǎn)業(yè)鏈--柔性太陽翼

太陽翼是衛(wèi)星能源系統(tǒng)的核心，也是衛(wèi)星在軌持續(xù)供電的關(guān)鍵。衛(wèi)星分為負(fù)責(zé)基礎(chǔ)保障的平臺和承擔(dān)核心任務(wù)的載荷，目前全球約 95% 的衛(wèi)星采用 “太陽電池陣 — 蓄電池組” 聯(lián)合供電模式，太陽翼會在發(fā)射時折疊、入軌后展開，并始終對準(zhǔn)太陽以最大化獲取能量。

太陽翼在衛(wèi)星的價值量高達12%-24%，主要由基板、電池片和展開機構(gòu)組成。

04-1、柔性太陽翼正成為未來

剛性太陽翼發(fā)電功率提升已觸頂，其機械結(jié)構(gòu)占比超 50%，基板厚 20-30mm，收納時電池板需留 20mm 間距，體積偏大。柔性太陽翼收納時基板可貼合壓緊，無額外間距，大面積陣列收納體積僅為剛性的 1/10，相同空間下展開面積更大，發(fā)電功率更高。

太陽翼正從剛性向柔性過渡，柔性太陽翼比功率達 175W/kg、體積功率比達 33kW/m3，遠超剛性的 70-100W/kg 和 4kW/m3，適配高功耗、多星發(fā)射場景；單星或小批量發(fā)射時，剛性太陽翼仍可滿足需求。

柔性太陽翼采用復(fù)合薄膜作為基板，與剛性、半剛性太陽翼收攏時基板間留有空隙不同，它的基板在收攏時能完全貼合壓緊。根據(jù)展開方式，它可分為手風(fēng)琴式、扇形展開式和卷繞展開式三類，我國天宮空間站的天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙均采用了這種方案。

04-2、市場規(guī)模

全球柔性太陽翼市場正處于快速擴張階段。根據(jù) Market Intelo 的報告，2024 年全球航天用柔性太陽翼市場規(guī)模約 11.2 億美元，預(yù)計到 2033 年將增至 43.6 億美元，年復(fù)合增長率約 16.4%。

材料技術(shù)進步、衛(wèi)星發(fā)射量增長，以及航天任務(wù)對輕量化、高效電源的需求，是推動市場增長的核心因素。區(qū)域格局上，北美憑借成熟商業(yè)航天體系和強勁政府需求領(lǐng)先，亞太地區(qū)在中國、日本、印度帶動下增長最快，歐洲則依托政策扶持與國際合作穩(wěn)步推進。

04-3、技術(shù)路線

SpaceX 的 Starlink 衛(wèi)星采用晶硅太陽電池技術(shù)，核心思路是快速迭代、低成本發(fā)射與大規(guī)模部署，靠堆疊發(fā)射 + 快速補發(fā)控成本，選晶硅是因其成本低、供應(yīng)鏈成熟。未來晶硅電池將升級 P 型 HJT 并推進薄片化，實現(xiàn)提效減重。

晶硅是第一代太空光伏，“先鋒一號” 首用效率 10%，現(xiàn)太空效率 14%-18%，優(yōu)勢是成本低，短板為效率低、抗輻射弱、重量大，壓縮火箭載荷。

中國火箭運力相對有限，為最大化單次發(fā)射的有效載荷空間，優(yōu)先選擇高比功率技術(shù)路線，目前以砷化鎵電池為主。相較于晶硅電池 0.38W/g 的比功率，砷化鎵電池比功率可達 0.4-3.8W/g，同等功率下能大幅減小太陽翼面積與質(zhì)量，為載荷騰出更多空間，千帆星座、星網(wǎng)一代和二代等主流星座均采用該技術(shù)路線。

砷化鎵電池性能更優(yōu)，核心優(yōu)勢突出：光電轉(zhuǎn)換效率高達 30%；抗輻射能力優(yōu)異，能抵御太空高能粒子、宇宙射線的電離輻射，十年內(nèi)轉(zhuǎn)化效率衰減率低且每年衰減均衡，適配長期在軌任務(wù)。不過其價格偏高，每平方米成本約 20 萬 - 30 萬元，遠高于晶硅電池。

05 下游產(chǎn)業(yè)鏈--衛(wèi)星爆發(fā)

近地軌道的衛(wèi)星承載量有限，國際上遵循 “先登先占” 規(guī)則，頻段資源需提前申報，且 ITU 明確要求：申報后 7 年內(nèi)發(fā)射首顆星、9 年內(nèi)完成 10% 星座部署、12 年內(nèi)達 50%、14 年內(nèi)實現(xiàn)全星座組網(wǎng)。

星鏈憑借先發(fā)優(yōu)勢，已搶占 Ku、Ka、E 等無線電黃金頻段，隨著發(fā)射成本持續(xù)走低，中國星座建設(shè)有望加快步伐追趕。

太空算力是 AI 算力體系從地面拓展到軌道空間的全新形態(tài)。它是部署在低軌或中軌衛(wèi)星上的模塊化服務(wù)器節(jié)點，相當(dāng)于太空中的移動數(shù)據(jù)中心，能執(zhí)行大規(guī)模 AI 運算、協(xié)同完成數(shù)據(jù)處理任務(wù)，突破傳統(tǒng)衛(wèi)星僅 “感知 + 回傳” 的局限，具備自治智能、實時響應(yīng)、分布式協(xié)作等特點。太空數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，有望進一步打開太空光伏的遠期發(fā)展空間。

06 行業(yè)核心布局公司

06-1、鈞達股份

公司前瞻布局太空能源，通過股權(quán)投資切入高壁壘航天賽道，精準(zhǔn)卡位低軌衛(wèi)星與太空算力的高性能電源需求風(fēng)口。2025 年 12 月，公司宣布與背靠中科院上海光機所技術(shù)的尚翼光電達成戰(zhàn)略合作，深度綁定這家航天抗輻照電源領(lǐng)域的技術(shù)型企業(yè)，正式從地面光伏龍頭向太空能源供應(yīng)商轉(zhuǎn)型。

作為 N 型電池技術(shù)領(lǐng)軍者，公司在鈣鈦礦 - 晶硅疊層技術(shù)上取得重大突破，實驗室轉(zhuǎn)換效率達 32.08%；首片產(chǎn)業(yè)化 N 型 + 鈣鈦礦疊層電池于 2025 年 11 月順利下線，預(yù)計 2026 年上半年完成量產(chǎn)線建設(shè)，具備批量供應(yīng)能力。

06-2、明陽智能

公司前瞻布局太空能源，通過股權(quán)投資切入高壁壘航天賽道，精準(zhǔn)卡位低軌衛(wèi)星與太空算力的高性能電源需求風(fēng)口。2025 年 12 月，公司宣布與背靠中科院上海光機所技術(shù)的尚翼光電達成戰(zhàn)略合作，深度綁定這家航天抗輻照電源領(lǐng)域的技術(shù)型企業(yè)，正式從地面光伏龍頭向太空能源供應(yīng)商轉(zhuǎn)型。

作為 N 型電池技術(shù)領(lǐng)軍者，公司在鈣鈦礦 - 晶硅疊層技術(shù)上取得重大突破，實驗室轉(zhuǎn)換效率達 32.08%；首片產(chǎn)業(yè)化 N 型 + 鈣鈦礦疊層電池于 2025 年 11 月順利下線，預(yù)計 2026 年上半年完成量產(chǎn)線建設(shè)，具備批量供應(yīng)能力。

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