商业航天+低轨卫星加速发展背景下,太空光伏或有望迎来高速发展。光伏是卫星唯一高效、长期稳定的能源形式,随功耗增长太阳翼用量提升。卫星电源系统在整星制造成本中约20-30%,其中太阳翼是航天器在轨运行的能量心脏,材料特殊、可靠性要求极高。 太空已成为大国博弈新战场,低轨频段与轨道位置因“不可再生”属性备受争夺,国际上遵循“先登先占”规则,频段需先行申报且受国际电信联盟(ITU)时间表约束——申请后7年内须发射首星,14年内完成星座部署,这本质是对空天信息主权与国防安全的抢占。 美国凭借SpaceX商业优势,2025年单年入轨载荷突破2000颗,在发射数量与在轨存量占主导;中国正加速追赶,通过GW计划、千帆计划等申报卫星超5.1万颗(美国星链主导申报约4.2万颗),全球已备案卫星超10万颗。按年发射1万颗测算,将带来近2000亿元太阳翼市场空间。爆发式增长背后是运载成本断崖式下跌,2025年全球航天器发射超300次(较2021年翻倍),可复用火箭成熟让商业航天迎来“摩尔定律”时刻,单公斤入轨成本下降重塑产业边界,推动太空经济向算力与制造等高价值场景延伸。 卫星制造体系中,电源系统是核心,成本占整星20%-30%,其中太阳翼(负责发电)价值量占比超60%。主流砷化镓太阳翼市场价格20万-30万元/平方米,对材料特殊性与可靠性要求苛刻。随卫星功能重型化、多功能化,单星功耗拉升,如SpaceX星链V3卫星太阳翼面积较V1.5版本(22.68平方米)增长10倍以上至256.94平方米,带动太空光伏组件从精密制造迈向“量价齐升”蓝海。 以1kW柔性砷化镓太阳翼为例,总面积2.37平方米,总成本约125万元(砷化镓电池片占50%即63万元,制造成本12%、柔性基板11%),单瓦成本约1248元/W,高价值卫星领域光伏技术领先度决定整星性能上限。不同类型卫星需求差异显著:立方星/微纳卫星造价10万-200万元,大型高轨通信卫星5亿-15亿元,星链中型低轨卫星单星造价250万-1500万元(成本敏感度高),如何在保持效率同时降低能源系统单位成本成商业航天竞备关键。 太空光伏技术路线呈砷化镓、晶硅、钙钛矿三足鼎立并持续优化态势。砷化镓是国内主流,三结电池光电转化效率超30%,抗辐照与高温稳定性强,适配15年以上长寿命任务(如火星车、高轨卫星、载人空间站),但成本高(20万-40万元/平方米)、全球产能有限,制约巨型星座部署。晶硅路线因经济性获SpaceX青睐,其火箭运力成本约1500美元/公斤(极低),虽能质比低、重量大,但可通过增大太阳翼面积弥补效率劣势(星链V0.9、V1.0用硅基电池,主力V2.0 Mini用改进型抗辐射硅基电池,效率18%-20%)。中国因商业火箭运力成本较高(4.3万-7.2万元人民币/公斤),现阶段仍倾向高能质比砷化镓技术。 钙钛矿被视为太空供电终极解决方案,轻量化(厚度300-500纳米吸收可见光)、高能质比(30W/g,远超砷化镓0.36W/g、晶硅0.07W/g)、低温涂布印刷工艺(全流程工厂内完成降资本开支)潜力显著,转换效率已从2.62%飙升至25%以上且配方可调。虽面临太空高低温冲击、原子氧耐受性挑战,但低成本替代趋势不可挡。晶硅-钙钛矿叠层技术作为过渡正产业化,顶层钙钛矿吸高能短波、底层晶硅捕低能长波,有望突破单结晶极限效率至27%-30%。 商业航天野心不止通信,AI计算需求激增驱动算力向太空迁移——太空近乎无限太阳能供电与超低温自然散热(马斯克称其为先进AI理想环境)。全球已启动多个太空算力项目:国内之江实验室“三体计算星座”(目标1000P算力)、国星宇航“星算计划”完成首批算力卫星发射;海外Starcloud构想5GW、跨度4公里轨道数据中心。10GW规模太空算力系统下,太阳翼市场规模将达数万亿元,卫星从“感知+回传”工具转变为实时响应、分布式协作的飞行计算机。 核心企业梳理 迈为股份:作为设备端龙头,公司实现了HJT电池设备的整线供应能力。在钙钛矿领域,公司已签订叠层电池整线供应合同,新增了喷墨打印、真空干燥等关键设备,前瞻卡位这一万亿市场的新增量需求。 乾照光电:在砷化镓太阳能电池外延片领域市占率位居国内第一,产品已批量应用于G60千帆星座等大型商业航天星座组网卫星,场景兼容性极强。 钧达股份:作为N型电池技术的领军者,公司在2025年底通过战略合作切入高壁垒航天赛道。其与具有中科院背景的尚翼光电深度绑定,后者在航天抗辐照电源领域有深厚积累。目前钧达股份在钙钛矿-晶硅叠层技术上已取得实验室效率32.08%的突破,首片产业化电池已于2025年11月下线,预计2026年上半年完成量产线建设。 300***:凭借HJT异质结技术储备,开发出50微米超薄P型HJT电池,具有轻量化和强抗辐照性能,完美适配柔性太阳翼需求。其钙钛矿/晶硅异质结叠层电池已实现30.99%的认证效率,并计划在2027年推出850W以上的钙钛矿叠层电池组件。 605***:作为基建龙头跨界航天的代表,控股的伏曦炘空已累计保障18颗卫星发射,49套卫星电源系统稳定运行。其产品线覆盖砷化镓、钙钛矿及电源控制单元,钧天一号03星搭载的钙钛矿电池已在轨运行超过一年且状态正常。 |