馬斯克在達沃斯論壇上拋出的“光伏上天”計劃,猶如一顆投入平靜湖面的石子,在國內光伏行業激起層層漣漪,引發了市場的廣泛關注與熱烈討論。
SpaceX與特斯拉攜手,計劃在未來三年內于美國打造總計200GW的光伏產能,其中相當一部分將用于太空衛星和數據中心供電。SpaceX更是雄心勃勃,目標每年部署約100GW的太陽能AI衛星,力爭在2030年前達成首個100GW太空光伏里程碑。這一宏大計劃,無疑為太空光伏領域注入了強大動力。
太空光伏,即在衛星、空間站等太空環境中安裝太陽能電池板發電。它不僅能滿足航天器自身用電需求,未來還可能通過無線傳輸為地面輸送電力。與地面光伏相比,太空光伏優勢顯著,不受晝夜交替、天氣變化等因素影響,可實現24小時不間斷發電,年發電小時數與能量密度較地面光伏能提升7 - 10倍。
然而,太空環境極為惡劣,存在高能宇宙輻射、±150℃的劇烈溫差循環以及高真空條件下散熱困難等極端挑戰,這對光伏電池的轉換效率、使用壽命和材料結構提出了近乎苛刻的要求。開源證券指出,太空光伏首要追求的是供電的高度可靠性,而非極致的成本控制。
目前,業內公認的太空光伏實現路徑主要有三條技術路線,分別是砷化鎵、異質結(HJT)和鈣鈦礦電池。砷化鎵電池憑借高轉換效率、出色的抗輻射能力和穩定性,已成為衛星和空間站能源供應的主流技術。但因其復雜的材料制備工藝,成本高昂,每平方米高達20萬 - 30萬元。中信建投證券預測,短期(2024 - 2027年)內,砷化鎵電池將主導高價值通信衛星、深空探測等對成本相對不敏感的高端場景,但成本與產能約束會限制其在低軌場景下的大規模應用。
與砷化鎵電池不同,馬斯克更看好異質結技術。華西證券發布的研報顯示,SpaceX已選定P型HJT電池技術,作為其太空太陽能電池大規模、低成本量產的技術方案。自2023年起,該公司已累計完成上萬片P型HJT電池的測試。異質結技術依托成熟的硅基產業鏈,制造成本遠低于砷化鎵。而且,其薄片化、輕量化的特點可降低發射載荷,顯著降低單位功率的發射成本,這與SpaceX通過星艦實現高通量、低成本發射的需求高度契合。
在地面光伏技術路線演進中,TOPCon技術勝出,市占率高達80%以上,而異質結技術因擴產推進緩慢、設備驗收周期拉長等因素,逐漸處于下風。不過,江蘇省可再生能源行業協會官方公號發布的一篇文章指出,在N型硅襯底以及非晶硅對基底表面缺陷的雙重鈍化作用下,異質結電池的開路電壓比常規電池高很多,有利于獲得更高的光電轉換效率。目前,異質結量產效率普遍已在24%以上,理論上最高轉換效率可達27.5%,未來采用鈣鈦礦疊層等技術,轉換效率或可提升至30%以上。經過多年發展,異質結技術的供應鏈已相對完整。
鈣鈦礦電池理論上轉換效率更高,單結鈣鈦礦電池可達33%,成本潛力巨大。但其在太空極端環境(對熱、氧、濕、輻照)下的長期穩定性尚待驗證。目前,鈣鈦礦電池在地面光伏市場的應用尚處于初級階段,距離商業化應用還有一定距離。
綜合多方面因素,異質結技術成為當下綜合成本與技術成熟度的最優選擇。馬斯克此次青睞異質結技術,更多是基于快速部署低軌短期任務的現實考量。不過,長期來看,鈣鈦礦疊層技術被認為是最具發展潛力的技術路線。中信建投證券分析,中期(2026 - 2030年),具備更強抗輻射性與輕量化優勢的P型異質結電池,有望逐步滲透低軌短期任務。到遠期(2035 - 2040),鈣鈦礦/晶硅疊層電池滲透率將達到60%,電池需求量達1.08GW;同期,P型HJT電池和砷化鎵電池滲透率預測均為20%,電池需求量均為0.36GW。
隨著中國商業航天的快速發展,國內已有多家企業布局太空光伏。在馬斯克公布太空光伏計劃后,光伏設備板塊出現大幅上漲。個股中,邁為股份股價已連續四個交易日上漲。截至1月27日收盤,邁為股份股價報收362.5元,上漲5.96%,市值超1013億元,近兩個月內漲幅超2倍。邁為股份受到市場熱捧,主要是因為當前市場上異質結電池設備供應商較為稀缺,該公司是HJT整線設備的頭部供應商,2025年上半年其太陽能電池成套生產設備收入達31.59億元,占營業收入的75%。











