隨著商業(yè)航天領(lǐng)域的快速崛起,一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)——太空光伏,正從概念走向現(xiàn)實(shí),為光伏產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟了全新的發(fā)展空間。這一變革不僅將光伏技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景從地面拓展至太空,更預(yù)示著光伏市場(chǎng)將迎來(lái)百億乃至千億級(jí)別的增長(zhǎng)機(jī)遇。
太空環(huán)境的極端性對(duì)光伏技術(shù)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。高能宇宙輻射、極端溫差循環(huán)以及高真空環(huán)境下的散熱難題,共同構(gòu)成了光伏電池在太空應(yīng)用的“極限考場(chǎng)”。過(guò)去,以砷化鎵為代表的III-V族多結(jié)電池因其高效率和抗輻射性,成為衛(wèi)星等航天器能源供應(yīng)的主力軍。然而,其高昂的成本和復(fù)雜的制造工藝限制了大規(guī)模應(yīng)用的可能性。
商業(yè)化航天的降本需求成為推動(dòng)太空光伏技術(shù)變革的關(guān)鍵因素。以SpaceX的“星鏈”計(jì)劃為代表,低軌通信星座的大規(guī)模部署催生了低成本、高效率光伏解決方案的需求。地面成熟的硅基光伏產(chǎn)業(yè)鏈因此進(jìn)入太空領(lǐng)域,盡管傳統(tǒng)晶硅電池在抗輻射性和效率上略遜一籌,但其成本優(yōu)勢(shì)顯著,且性能衰減周期與低軌衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命相匹配,為太空光伏的“晶硅時(shí)代”奠定了基礎(chǔ)。
在晶硅技術(shù)的主流趨勢(shì)下,具體技術(shù)路線正不斷優(yōu)化以適應(yīng)太空環(huán)境。p型硅基電池因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性,在抗輻射性能上優(yōu)于地面主流的n型電池。異質(zhì)結(jié)(HJT)技術(shù)則憑借其薄片化潛力、低溫工藝帶來(lái)的低銀耗優(yōu)勢(shì),以及更低的衰減率和溫度系數(shù),成為太空?qǐng)鼍跋碌睦硐脒x擇。超薄化的HJT電池不僅減輕了發(fā)射載荷,其柔韌性也更適合制造可卷曲的太陽(yáng)翼。
晶硅-鈣鈦礦疊層電池技術(shù)被視為太空光伏的未來(lái)方向。通過(guò)在晶硅電池上疊加鈣鈦礦材料,該技術(shù)能夠更充分地利用太陽(yáng)光譜,理論效率遠(yuǎn)超純晶硅電池。同時(shí),鈣鈦礦材料展現(xiàn)出優(yōu)異的抗輻射能力和自修復(fù)潛能,其低成本、低能耗的制備工藝以及輕量化特性,使其成為解決太空光伏“效率、成本、抗輻射性”矛盾的關(guān)鍵方案。國(guó)內(nèi)企業(yè)在實(shí)驗(yàn)室效率和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)上已取得突破性進(jìn)展。
低軌衛(wèi)星和太空算力的構(gòu)想為太空光伏市場(chǎng)提供了廣闊的增長(zhǎng)空間。全球低軌通信衛(wèi)星星座的爆發(fā)式建設(shè)直接推動(dòng)了太空光伏電池的規(guī)模化需求。而“太空算力”的提出,則進(jìn)一步拓展了太空光伏的應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)在近地軌道部署大型太陽(yáng)能AI衛(wèi)星群,構(gòu)建軌道數(shù)據(jù)中心,利用太空的連續(xù)陽(yáng)光和高效散熱環(huán)境,這一構(gòu)想若能實(shí)現(xiàn),將為光伏產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一個(gè)以高可靠性和高性能為核心需求的高端市場(chǎng)。
面對(duì)這一新興市場(chǎng),光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)已開(kāi)始積極布局。設(shè)備制造商正將其在HJT、TOPCon和鈣鈦礦等領(lǐng)域的技術(shù)積累,向超薄化、高精度、高可靠性方向延伸。電池組件企業(yè)則推出了針對(duì)太空環(huán)境開(kāi)發(fā)的超薄HJT電池產(chǎn)品,并加大在鈣鈦礦疊層電池上的研發(fā)投入,旨在搶占下一代太空光伏技術(shù)的制高點(diǎn)。太空光伏的征程已經(jīng)啟航,它不僅代表著技術(shù)的突破,更是一個(gè)充滿無(wú)限可能的新市場(chǎng)的開(kāi)端。







