界面新聞實習記者 | 肖一凡
馬斯克的“光伏上天”計劃,給國內光伏行業(yè)帶來一陣狂歡。
日前,馬斯克在達沃斯論壇上宣布,SpaceX和特斯拉計劃三年內在美國建設總計200 GW光伏產能,其中相當部分用于太空衛(wèi)星和數據中心供能。SpaceX目標每年部署約100萬顆太陽能AI衛(wèi)星,在爭取在2030年前實現首個100 GW太空光伏里程碑。
?太空光伏是指在衛(wèi)星、空間站等太空環(huán)境中,安裝太陽能電池板進行發(fā)電,其可為航天器自身供電,未來也可能通過無線傳輸方式為地面提供電力。?
與地面光伏相比,太空光伏的核心優(yōu)勢在于,它能擺脫晝夜交替、天氣變化等影響,實現24小時持續(xù)發(fā)電,其年發(fā)電小時數與能量密度較地面光伏分別能提升7-10倍。
開源證券指出,太空光伏與地面光伏的一大區(qū)別在于,太空光伏首要追求的,并非極致的成本控制,而是供電的高度可靠性。太空環(huán)境中存在高能宇宙輻射、±150℃的劇烈溫差循環(huán)以及高真空條件下散熱困難等極端挑戰(zhàn),這對光伏電池的轉換效率、使用壽命和材料結構都提出了極高要求。

目前,業(yè)內公認的太空光伏實現路徑,主要有三條技術路線,即砷化鎵、異質結(HJT)和鈣鈦礦電池。
因高轉換效率、出色的抗輻射能力和穩(wěn)定性,砷化鎵電池已成為衛(wèi)星和空間站能源供應中的主流技術。
相較于剛起步應用的異質結電池,以及尚處于研發(fā)和驗證早期的鈣鈦礦電池,砷化鎵在當前階段能夠提供更為穩(wěn)定和優(yōu)越的性能保障。
但兩位券商研究人員近日對界面新聞表示,馬斯克更看好異質結技術。
華西證券發(fā)布的研報也顯示,SpaceX已選定P型HJT電池技術,作為其太空太陽能電池實現大規(guī)模、低成本量產的技術方案。根據新能源智庫,該公司自2023年起已累計完成上萬片P型HJT電池的測試。
由于復雜的材料制備工藝,砷化鎵電池當前成本高達20萬-30萬元/平方米。
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(wèi)星、深空探測等對成本相對不敏感的高端場景,但其成本與產能約束將制約其在低軌場景下放量。
對馬斯克來說,其提出的“每年部署約100萬顆太陽能AI衛(wèi)星”的目標,本質上不同于空間站、高軌通信衛(wèi)星等高端太空項目,其是要在低軌場景上快速實現規(guī)?;?、工業(yè)化制造與發(fā)射的系統工程。
在此背景下,綜合成本、供應鏈成熟度,成為馬斯克決策的關鍵因素。
相比之下,異質結技術依托于較為成熟的硅基產業(yè)鏈,制造成本遠低于砷化鎵。
此外,由于異質結薄片化、輕量化的特點,其可以降低發(fā)射載荷,顯著降低單位功率的發(fā)射成本。這與SpaceX通過星艦實現高通量、低成本發(fā)射的需求高度契合。
異質結和TOPCon、BC等技術,均為新一代光伏技術路線。在目前地面光伏技術路線演進過程中,TOPCon勝出,市占率高達80%以上,異質結技術則因為擴產推進緩慢、設備驗收周期拉長等因素,逐漸處于下風。
江蘇省可再生能源行業(yè)協會官方公號發(fā)布的一篇文章曾指出,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(guī)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,理論上異質結的最高轉換效率為27.5%,未來異質結可以采用鈣鈦礦疊層等技術,轉換效率或可提升至30%以上。
此外,經過過年的發(fā)展,異質結技術的供應鏈已相對完整。
理論上,鈣鈦礦的轉換效率更高,單結鈣鈦礦電池可達33%,成本潛力巨大,但其對太空極端環(huán)境(對熱、氧、濕、輻照)的長期穩(wěn)定性尚待驗證。
發(fā)展多年后,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(yè)化應用還有一定距離。
綜合上述多項因素看,異質結技術是當下綜合成本與技術成熟度的最優(yōu)選擇。
馬斯克此次對異質結技術的青睞,更多是基于其對快速部署低軌短期任務的現實考量。
長期看,鈣鈦礦疊層技術或是最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g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(yōu)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1.08 GW。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0.36 GW。
據界面新聞不完全梳理,隨著中國商業(yè)航天的快速發(fā)展,國內已有多家企業(yè)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(300751.SZ)股價已連續(xù)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。
邁為股份是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(yè)收入的75%。


