马斯克在达沃斯论坛上抛出的“光伏上天”计划,犹如一颗投入平静湖面的石子,在国内光伏行业激起层层涟漪,引发了市场的广泛关注与热烈讨论。
SpaceX与特斯拉携手,计划在未来三年内于美国打造总计200GW的光伏产能,其中相当一部分将用于太空卫星和数据中心供电。SpaceX更是雄心勃勃,目标每年部署约100GW的太阳能AI卫星,力争在2030年前达成首个100GW太空光伏里程碑。这一宏大计划,无疑为太空光伏领域注入了强大动力。
太空光伏,即在卫星、空间站等太空环境中安装太阳能电池板发电。它不仅能满足航天器自身用电需求,未来还可能通过无线传输为地面输送电力。与地面光伏相比,太空光伏优势显著,不受昼夜交替、天气变化等因素影响,可实现24小时不间断发电,年发电小时数与能量密度较地面光伏能提升7 - 10倍。
然而,太空环境极为恶劣,存在高能宇宙辐射、±150℃的剧烈温差循环以及高真空条件下散热困难等极端挑战,这对光伏电池的转换效率、使用寿命和材料结构提出了近乎苛刻的要求。开源证券指出,太空光伏首要追求的是供电的高度可靠性,而非极致的成本控制。
目前,业内公认的太空光伏实现路径主要有三条技术路线,分别是砷化镓、异质结(HJT)和钙钛矿电池。砷化镓电池凭借高转换效率、出色的抗辐射能力和稳定性,已成为卫星和空间站能源供应的主流技术。但因其复杂的材料制备工艺,成本高昂,每平方米高达20万 - 30万元。中信建投证券预测,短期(2024 - 2027年)内,砷化镓电池将主导高价值通信卫星、深空探测等对成本相对不敏感的高端场景,但成本与产能约束会限制其在低轨场景下的大规模应用。
与砷化镓电池不同,马斯克更看好异质结技术。华西证券发布的研报显示,SpaceX已选定P型HJT电池技术,作为其太空太阳能电池大规模、低成本量产的技术方案。自2023年起,该公司已累计完成上万片P型HJT电池的测试。异质结技术依托成熟的硅基产业链,制造成本远低于砷化镓。而且,其薄片化、轻量化的特点可降低发射载荷,显著降低单位功率的发射成本,这与SpaceX通过星舰实现高通量、低成本发射的需求高度契合。
在地面光伏技术路线演进中,TOPCon技术胜出,市占率高达80%以上,而异质结技术因扩产推进缓慢、设备验收周期拉长等因素,逐渐处于下风。不过,江苏省可再生能源行业协会官方公号发布的一篇文章指出,在N型硅衬底以及非晶硅对基底表面缺陷的双重钝化作用下,异质结电池的开路电压比常规电池高很多,有利于获得更高的光电转换效率。目前,异质结量产效率普遍已在24%以上,理论上最高转换效率可达27.5%,未来采用钙钛矿叠层等技术,转换效率或可提升至30%以上。经过多年发展,异质结技术的供应链已相对完整。
钙钛矿电池理论上转换效率更高,单结钙钛矿电池可达33%,成本潜力巨大。但其在太空极端环境(对热、氧、湿、辐照)下的长期稳定性尚待验证。目前,钙钛矿电池在地面光伏市场的应用尚处于初级阶段,距离商业化应用还有一定距离。
综合多方面因素,异质结技术成为当下综合成本与技术成熟度的最优选择。马斯克此次青睐异质结技术,更多是基于快速部署低轨短期任务的现实考量。不过,长期来看,钙钛矿叠层技术被认为是最具发展潜力的技术路线。中信建投证券分析,中期(2026 - 2030年),具备更强抗辐射性与轻量化优势的P型异质结电池,有望逐步渗透低轨短期任务。到远期(2035 - 2040),钙钛矿/晶硅叠层电池渗透率将达到60%,电池需求量达1.08GW;同期,P型HJT电池和砷化镓电池渗透率预测均为20%,电池需求量均为0.36GW。
随着中国商业航天的快速发展,国内已有多家企业布局太空光伏。在马斯克公布太空光伏计划后,光伏设备板块出现大幅上涨。个股中,迈为股份股价已连续四个交易日上涨。截至1月27日收盘,迈为股份股价报收362.5元,上涨5.96%,市值超1013亿元,近两个月内涨幅超2倍。迈为股份受到市场热捧,主要是因为当前市场上异质结电池设备供应商较为稀缺,该公司是HJT整线设备的头部供应商,2025年上半年其太阳能电池成套生产设备收入达31.59亿元,占营业收入的75%。











