问题:太空光伏正成为全球光伏产业的新兴领域,但其应用门槛远高于地面场景。与常规组件主要应对温度变化、湿热和机械载荷不同,太空环境中的高能粒子辐射、长期服役稳定性、重量与体积限制,以及高昂的发射与在轨运维成本,要求电池技术不仅需要高效率,还必须具备更强的可靠性和更可控的成本。目前,III-V族多结电池仍是太空电源的主流选择,但其高成本和原材料问题正推动行业探索更具规模化和降本潜力的替代方案。 原因:太空光伏面临的核心矛盾是“高性能—高成本”。III-V族多结电池在轨效率可超过30%,抗辐射能力强,能稳定服役10至15年以上,因此长期占据主导地位。然而,其材料稀缺、制造体系与地面光伏产业链差异大,导致成本居高不下。数据显示,太空用砷化镓光伏板的造价远高于地面晶硅组件。相比之下,晶硅路线拥有成熟的制造体系和规模效应,具备降本潜力,但其在太空辐射环境下的性能稳定性仍需提升。钙钛矿作为高效潜力技术,与晶硅结合形成叠层结构,有望提高单位面积发电能力,但稳定性、一致性和可靠性仍是产业化面临的关键挑战。 影响:太空光伏的技术竞争正推动地面高效电池技术向更高效率、更薄硅片、更轻量化和更强可靠性方向发展。阿特斯透露,公司在晶体硅电池(HJT)、钙钛矿/HJT叠层电池等领域已进行长期研发,并取得阶段性成果。其HJT技术迭代至4.0版本,在双面微晶、极细栅线、无主栅和超薄硅片等关键环节实现突破,研发效率和量产良率处于行业领先水平。此外,自2023年起,公司与科研机构合作开发钙钛矿/HJT叠层电池,转换效率继续提升。这些进展不仅关乎企业技术路线选择,也反映了行业探索“以地面成熟制造体系支撑太空应用”的趋势。 对策:针对晶硅电池在太空辐射环境下的性能衰减问题,业内正从材料、结构、工艺、封装和恢复等多维度提出改进方案。一是通过聚酰亚胺薄膜或更厚的玻璃封装提升抗辐射能力;二是引入退火恢复技术,修复辐照导致的电性能下降,延长在轨寿命;三是优化薄硅片、高阻材料和掺杂方案,提高器件抗辐射能力。在路线选择上,企业更注重成本、效率和可制造性的平衡。阿特斯认为,p-HJT和钙钛矿/p-HJT叠层技术具有发展潜力:短期内,p-HJT在设备投资、制造成本和工艺兼容性上更具优势;中长期来看,叠层技术有望突破功率和效率上限,但需通过严格验证解决稳定性和工程化问题。 前景:随着各国加速布局卫星互联网、深空探测和在轨服务任务,太空电源需求将持续增长,推动太空光伏从“小规模定制”向“可复制的工程化产品”转变。未来,III-V族多结电池可能仍主导高端任务,而以晶硅为基础、结合新材料和系统防护的技术体系有望降低成本,形成分层市场格局:高端任务追求高可靠性和高性能,规模化任务则更注重成本控制。业内人士指出,太空光伏的竞争不仅是效率的比拼,更是长期稳定性、轻量化集成能力和全生命周期成本的较量。2026年4月常州将举办对应的技术论坛,聚焦钙钛矿、叠层与太空光伏技术,展示行业最新进展和工程化经验,为产业协同和标准化提供平台。
在全球新能源技术竞争中,中国光伏产业正从“跟跑”迈向“并跑”甚至“领跑”。阿特斯在钙钛矿叠层电池领域的突破,不仅表明了中国企业的创新能力,也为太空能源开发提供了新路径。随着关键技术突破和产业链完善,中国光伏产业有望在太空能源领域实现新的跨越。