近日,科技界迎來(lái)一則震撼消息:馬斯克在達(dá)沃斯論壇上宣布,SpaceX與特斯拉計(jì)劃在未來(lái)三年內(nèi)于美國(guó)打造總計(jì)200 GW的光伏產(chǎn)能,其中部分產(chǎn)能將專(zhuān)門(mén)用于太空衛(wèi)星和數(shù)據(jù)中心供電。這一決策不僅引發(fā)了全球科技領(lǐng)域的廣泛關(guān)注,更在國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)激起千層浪,尤其是SpaceX選定P型HJT(異質(zhì)結(jié))電池技術(shù)作為太空太陽(yáng)能電池大規(guī)模、低成本量產(chǎn)的技術(shù)方案后,異質(zhì)結(jié)技術(shù)瞬間成為市場(chǎng)焦點(diǎn)。
太空光伏,即在衛(wèi)星、空間站等太空環(huán)境中安裝太陽(yáng)能電池板進(jìn)行發(fā)電,與地面光伏相比,具有顯著優(yōu)勢(shì)。它不受晝夜交替和天氣變化的影響,可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)持續(xù)發(fā)電,年發(fā)電小時(shí)數(shù)和能量密度較地面光伏能提升7 - 10倍,有望成為未來(lái)人類(lèi)能源供應(yīng)的重要支柱。然而,太空環(huán)境極為惡劣,高能宇宙輻射、±150℃的劇烈溫差循環(huán)以及高真空條件下散熱困難等問(wèn)題,對(duì)光伏電池的轉(zhuǎn)換效率、使用壽命和材料結(jié)構(gòu)提出了嚴(yán)苛要求,因此,太空光伏的核心任務(wù)是確保供電的高度可靠性。
目前,業(yè)內(nèi)公認(rèn)的太空光伏實(shí)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。砷化鎵電池憑借高轉(zhuǎn)換效率、出色的抗輻射能力和穩(wěn)定性,已成為衛(wèi)星和空間站能源供應(yīng)的主流技術(shù),但復(fù)雜的材料制備工藝導(dǎo)致其成本高達(dá)20萬(wàn) - 30萬(wàn)元/平方米,限制了在低軌場(chǎng)景的廣泛應(yīng)用。鈣鈦礦電池理論上轉(zhuǎn)換效率更高,單結(jié)可達(dá)33%,成本潛力巨大,但對(duì)太空極端環(huán)境的長(zhǎng)期穩(wěn)定性尚待驗(yàn)證,目前地面光伏市場(chǎng)應(yīng)用尚處初級(jí)階段,距離商業(yè)化應(yīng)用還有一段距離。而異質(zhì)結(jié)電池依托成熟的硅基產(chǎn)業(yè)鏈,制造成本遠(yuǎn)低于砷化鎵,且具有薄片化、輕量化的特點(diǎn),可降低發(fā)射載荷,顯著降低單位功率的發(fā)射成本,量產(chǎn)效率普遍達(dá)24%以上,理論上最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)27.5%,未來(lái)通過(guò)鈣鈦礦疊層等技術(shù),轉(zhuǎn)換效率或可提升至30%以上。
馬斯克提出“每年部署約100萬(wàn)顆太陽(yáng)能AI衛(wèi)星”的目標(biāo),這是一個(gè)要在低軌場(chǎng)景快速實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、工業(yè)化制造與發(fā)射的系統(tǒng)工程。在此背景下,綜合成本和供應(yīng)鏈成熟度成為其決策的關(guān)鍵因素。異質(zhì)結(jié)技術(shù)依托成熟硅基產(chǎn)業(yè)鏈,成本優(yōu)勢(shì)明顯,且經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,供應(yīng)鏈已相對(duì)完整,從原材料供應(yīng)到設(shè)備制造,再到電池生產(chǎn),形成了較為完善的體系,為大規(guī)模應(yīng)用提供了有力保障。異質(zhì)結(jié)電池的薄片化、輕量化特點(diǎn)與SpaceX通過(guò)星艦實(shí)現(xiàn)高通量、低成本發(fā)射的需求高度契合,從商業(yè)角度看,是馬斯克當(dāng)前的最佳選擇。
這一決策在市場(chǎng)上引發(fā)了強(qiáng)烈反應(yīng),光伏設(shè)備板塊大幅上漲,異質(zhì)結(jié)設(shè)備供應(yīng)商成為市場(chǎng)“香餑餑”。以邁為股份為例,作為HJT整線設(shè)備的頭部供應(yīng)商,其太陽(yáng)能電池成套生產(chǎn)設(shè)備收入占營(yíng)業(yè)收入的75%,受到市場(chǎng)熱捧。
盡管異質(zhì)結(jié)技術(shù)目前憑借諸多優(yōu)勢(shì)成為馬斯克太空光伏計(jì)劃的首選,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,鈣鈦礦疊層技術(shù)或許更具發(fā)展?jié)摿ΑS蓄A(yù)測(cè)顯示,中期(2026 - 2030年),具備更強(qiáng)抗輻射性與輕量化優(yōu)勢(shì)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/晶硅疊層電池滲透率將達(dá)到60%,電池需求量達(dá)1.08 GW,同期P型HJT電池和砷化鎵電池滲透率預(yù)測(cè)均為20%,電池需求量均為0.36 GW。這意味著異質(zhì)結(jié)技術(shù)未來(lái)將面臨鈣鈦礦疊層技術(shù)的挑戰(zhàn),國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)既要抓住當(dāng)前異質(zhì)結(jié)技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇,也要積極布局鈣鈦礦疊層技術(shù)等未來(lái)技術(shù)路線,以在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。











