（报告出品方：慧博智能投研）

一、行业概述

1、太空光伏定义及优势

对于航天器而言，电源是最重要的分系统之一，按其功能划分，航天电源系统主要可分为能源生成、能 源储存、能源管理和能源分配四大功能模块。根据北斗卫星导航系统官网，现在，卫星上采用的电源主 要有太阳能电池电源、化学电源和核电源。在太空中，传统的化石能源存在存储风险高、补给难度大等 致命缺陷，而核能则面临技术复杂度高、安全管控严格等问题，难以规模化应用。相比之下，光伏技术 可直接将太阳能转化为电能，具备持续性、稳定性和轻量化的核心优势，完美适配太空极端环境下的能 源需求。目前长寿命卫星现都普遍采用太阳能电池，可以工作几年甚至几十年。

太空光伏通过在航天器或卫星上搭载光伏组件，实现航天器或卫星的供电。对比地球，太空是更加适配 太阳能发电的重要地点，主要原因是： 太空光伏具备得天独厚的环境条件。地球大气层对阳光的削弱作用较强，大气层中的气体分子（如氮气、 氧气等）、水汽、尘埃等会对阳光产生散射与吸收。在太空，没有了屏障，太阳能电池板能够尽情接收 能量，发电效率大幅提升。据估算，在太空中相同面积的太阳能电池板接收的光能，相比地球表面某些 地区可高出 2-3 倍之多。 太空具备近乎无尽的光照时间。地球上太阳能发电装置只有白天能够运行，以地球同步轨道为例，卫星 式的太阳能电站运行在此轨道上，其周期与地球自转周期相同，相对地球位置基本固定，大约 99%的时 间都沐浴在阳光之下，几乎不存在光照中断的困扰，对于需要稳定能源的领域，如数据中心、航天设施 等意义非凡。 太阳辐射角度稳定。地球上不同维度上，太阳高度角随着季度和时间变化无常，单位面积接收的太阳光 能量并不稳定，而在太空中，位置设计合理的情况下，太阳能电池板能够稳定高效地将光子转化为电能。

2、太空光伏应用领域包括太空太阳能电站和卫星太阳翼

太空光伏应用领域主要为专用发电的太空太阳能电站以及支撑卫星运行的电源系统中的太阳翼。 太空太阳能电站：沈阳航空航天大学杨靖宇研究团队在学术期刊《中国空间科学技术》上披露了其最新 太空太阳能电站研究成果，这项被命名为“SSPSCMCA”（圆柱形模块化空间太阳能电站）的设计，其结 构主要包括三部分：太阳能发电装置、能量转换和发射装置、地面接收和转换装置，其中发电子卫星主 要用于太阳能采集，其中光伏电池为关键结构。 卫星太阳翼（太阳电池阵）：卫星平台的电源系统占整个卫星平台成本的 22%。电源系统主要包括太阳 翼和电源系统集成，太阳翼的核心作用是将太阳光能高效、持续地转化为卫星所需的电能。太阳能翼按 照基板材质可分为刚性、半钢性和柔性三种，柔性太阳能翼厚度薄、质量小、适合折叠发射的特性是目 前卫星互联网星座组网卫星的最优解决方案；电源系统集成主要为了保证各系统能够有充足的能源、合 适的电压正常工作。

二、驱动因素

1、商业航天：打开太空光伏市场空间

太空光伏的增量空间，核心来源于卫星数量激增。随着可回收火箭、一箭多星等技术的成熟，卫星发射 成本大幅降低，推动全球航天发射进入高频次、规模化时代。根据 Spacemapper，2023 年来全球卫星 发射数量呈现高速增长态势，2025 年来增速进一步加快，全年全球卫星发射次数约 4000 次，增速超 过 50%。从目前在轨卫星的国家构成上来看，美国达 11688 颗，占据绝对主导地位；俄罗斯、中国分别 达 1550 颗和 1097 颗，相较美国而言有所落后。

太空资源已经成为大国博弈的新战场，轨道资源先到先得。近地轨道（LEO）的频率及轨道位置资源具 有排他性，遵循国际电信联盟（ITU）的“先到先得”原则，这使得空间资源的抢占成为大国博弈的战略 核心。当前全球低轨星座领域呈现“美国主导、其他航天国家加速跟进”的态势。以 SpaceX 的 Starlink、 亚马逊的 Kuiper 为代表的美国企业已抢占先机；中国、英国（OneWeb）及欧盟等紧随其后。 美国主要参与者包括 SpaceX 与亚马逊，先发优势明显。据 Space 报道，SpaceX 在 2025 年完成 167 次轨道发射任务，约占美国当年轨道发射总数的 85%，共执行 123 次星链任务，累计将 3000 多颗卫星 送入轨道，目前星链星座在轨运行卫星数量已超过 9300 颗。根据 CNBC，美国联邦通信委员会于 26 年 1 月已批准 SpaceX 公司部署另外 7500 颗第二代星链卫星的请求，SpaceX 第二代星链卫星的获批总 数达到 15000 颗；除此之外，SpaceX 已申请部署近 30000 颗卫星，仍有 15000 颗卫星等待审批。根 据亚马逊官网，亚马逊也正加速搭建其 LEO 计划，目标搭建一个超 3000 颗卫星的近地通讯网络。 卫星平均质量呈持续攀升态势。根据 BryceTech 发布的《2025 版小卫星数据年报》，2023—2024 年全 球单颗小卫星平均质量实现稳步增长；若剔除 Starlink、OneWeb 两大规模化组网星座的卫星样本， 2024 年小卫星平均质量同比增幅接近翻倍。未来，随着卫星系统性能需求的持续升级，叠加高分辨率 传感器、高性能推进器、集成化电子学硬件等核心设备的加装与升级，小卫星单星平均质量有望保持稳定增长态势。与之相呼应，卫星太阳翼面积亦呈现同步扩张趋势。以星链系列卫星为例，其太阳翼面积 随版本迭代持续扩容：星链 V1.5 太阳翼面积超 20 ㎡，V2 Mini 版本提升至超 100 ㎡，而 V2.0 版本突 破 250 ㎡，V3 面积达 400 ㎡，直观印证了卫星功率需求随性能升级而持续提升的行业趋势。

国内组网建设进程同步加快。国内方面，以中国星网“GW 星座”、垣信卫星“千帆星座”为主导的整体规 划体量突破 3 万颗。不过截至 2025 年底，两大星座在轨卫星数量仅超百颗，与国际头部企业的组网规 模存在显著差距。随着发射场扩建、可复用火箭技术成熟等配套设施与技术的逐步落地，国内低轨卫星 星座有望迈入规模化、全面化建设新阶段。

2025 年年末，国家航天局宣布设立商业航天司，并发布《推进商业航天高质量安全发展行动计划 （2025-2027 年）》，计划到 2027 年，商业航天产业生态高效协同，产业规模显著壮大，资源能力实 现统筹建设和高效利用。在此引导下，“GW 星座”、“千帆星座”等国家队或国资企业的巨型项目有望加速推进，据国际电信联盟（ITU）官网显示，2025 年最后一周，我国向 ITU 申报了多个卫星星座计划， 申报总规模超 20 万颗，涉及中国星网、上海垣信、中国移动、中国电信、无线电创新院、国电高科、 航天驭星、银河航天等多家公司机构，而按照部署节点要求，申报完成后需要在 7 年内发射首颗卫星， 9 年内完成 10%的卫星部署，12 年内完成 50%，14 年内实现全部部署完成。能够认为国内商业航天政 策加速（航天司设立等）、技术进步加速（火箭回收试验等），均带来实质性商业航天和太空光伏的短 期催化。

2、太空算力：商业化落地拉升高端能源需求

地面算力触及天花板，太空能源供给成为刚需。地面数据中心的发展正面临日益严峻的资源约束，主要 表现在电力供应与散热两大瓶颈。根据中国移动研究院，1PFLOPS 算力每天要耗电大约 2,400 千瓦时； 在散热方面，冷却系统的能耗通常占数据中心总能耗的 40%左右。以 ChatGPT 为例，《纽约客》杂志 援引研究机构报告指出，其每日需处理约 2 亿次请求，耗电量超过 50 万度，相当于 1.7 万个美国家庭的 日用电量。随着生成式 AI 的广泛普及，国际能源署预计到 2027 年，全球 AI 行业年耗电量将达 85 至 134 太瓦时（1 太瓦时等于 10 亿千瓦时）。 除电力外，散热过程也对水资源构成巨大压力，AI 模型依赖高密度 GPU/TPU 集群运行，产生热负荷， 需依托水基冷却系统（如冷板式液冷或冷却塔）进行持续散热。同时，电力生产环节（如火电、核电） 也会间接消耗大量水资源。加州大学河滨分校的研究显示，ChatGPT 每处理 25 至 50 个用户问题，即 可消耗约 500 毫升水。考虑到其活跃用户数已突破 1 亿，长期运行所带来的水资源消耗规模可观。随着 全球算力需求持续攀升，地面资源支撑体系已逐渐逼近承载极限。 同时卫星正经历从天数地算到天地一体协同计算的跨越。早期的卫星主要充当数据搬运工，受限于带宽 和传输窗口，数据往往需要等到卫星过境时才能下传，时效性以天甚至周为单位。现在的天数天算模式 则让卫星具备了在轨处理能力，相当于用计算换带宽，实现了从 0 到 1 的突破。

在此背景下，太空成为突破算力资源瓶颈的重要方向。与地面相比，太空在能源获取与散热方面具有优 势：1）AM0 光源优势：太空中无大气遮挡，太阳光辐射强度稳定，年有效发电时间可超过 8000 小时， 达到地面的 4 至 7 倍；2）真空辐射散热：太空近乎真空的环境可通过辐射高效散热，其散热效率约为 地面的 100 倍，缓解了冷却系统的设计与能耗压力。在这一趋势推动下，太空能源需求结构已发生明显 升级：从早期低轨卫星的通信、遥感等基础功能（单星功率数百瓦，可采用砷化镓电池与小面积太阳 翼），逐步发展为多任务集成卫星（单星功率提升至数千瓦，部分高端型号超过 10 千瓦，需配置数十 平方米的太阳翼），并进一步向太空算力中心演进——例如马斯克提出的 100GW 太空 AI 计算中心构想， 需配套约 4 平方公里的光伏阵列，标志着能源需求正式进入指数级增长阶段。

当前，全球主要经济体已竞相启动实质性布局，国内之江实验室的“三体计算星座”与国星宇航的“星算计 划”已率先完成首批算力卫星发射；海外 Starcloud 与欧盟 Google 也分别提出了建设太空算力的宏伟蓝 图，太空算力网络正加速从概念构想迈向规模化部署的新阶段。

太空光伏是太空算力数据中心的唯一主能源与系统级成本拐点：高日照效率与近乎零边际电价让轨道数 据中心十年总成本较地面下降一个数量级（约 820 万美元 vs1.67 亿美元）；能源系统重量与柔性卷展 结构决定卫星总体经济性与架构形态，技术路线从“砷化镓—硅基 HJT—晶硅/钙钛矿叠层”演进直接重塑 单位功率成本与面密度，决定 GW 级算力中心的可规模化部署。太空算力建设节奏（从试验星到 GW 级 母舰）将反向拉动太空光伏装机与产业链，形成“算力—能源”强耦合的指数级扩张路径。

三、技术路径

太阳翼为航天器提供稳定的能量来源。现阶段，大部分的航天器采用太阳电池组合蓄电池的方式作为航 天器电源系统的能源供给，空间太阳电池阵可将光能转换为电能为航天器供电和蓄电池充电。根据《高 效太阳电池及其阵列技术的空间应用研究进展》（王凯等），空间太阳电池经历了硅太阳电池、叠层太 阳电池（单结和多结 GaAs、InP、InP/Si、CdTe 等电池）和薄膜太阳电池的发展历程。光电转换效率 是衡量太阳电池性能的重要指标，以目前使用最广泛的三结砷化镓太阳电池为例，其在轨光电转换效率 已超过 30%。 在 20 世纪 80 年代以前航天器主要采用硅电池作为太阳电池阵的发电单元，它具有工艺成熟、生产成本 低、机械强度高等优点，通过扩散、密栅厚电极制备、正胶剥离等工艺技术改进，空间用硅太阳电池的 光电转换效率从早期的 12.3%至提升到 15.0%以上；2000 年以后，由于砷化镓电池的广泛应用，硅电 池在空间的应用逐渐减少。但是，近年来随着地面通信技术（5G 通信）、商业航天等空间资源开发需 求的增长，对低成本、批量化、快节奏的能源需求也日益增加，由于具备产业化大规模生产的优势，硅 电池依然具有广阔的应用前景。例如可通过在现有的 P 型衬底单晶硅太阳电池工艺基础上进行适当改进， 进一步提升硅电池的光电转换效率和空间环境适应性，高效硅太阳电池制备过程的关键技术主要有：衬 底减薄和镀膜优化工艺；质量比功率和抗空间辐照性能提升技术等。

根据《Solar Energy in Space Applications:Review and Technology Perspectives》（Rosaria Verduci 等），从“效率、抗辐射性、比功率、柔性、成本”等比较各种技术的优劣势，多结电池效率具备明显优 势，而铜铟镓硒、钙钛矿还未有成熟的太空商用效率；在抗辐射性方面，铜铟镓硒电池表现“极佳”，其 他电池也均可适配太空环境；比功率，钙钛矿电池优势显著，铜铟镓硒次之；柔性化方面，钙钛矿、铜 铟镓硒具备优势；制造成本来看，多节电池较高。

1、多结砷化镓电池：当前成熟方案，面临成本产能约束

当前砷化镓电池占据主流，占据超过 90%的市场份额。砷化镓（GaAs）是一种三五族化合物半导体材 料，与传统地面太阳能电池的光伏原理类似，光照射到砷化镓为其提供光子能量，激发价带中的电子产 生电子-空穴对，电子-空穴对在内建电场（PN 结）的作用下分离，并在 PN 结两端积累形成光生电压， 也就是光生伏特效应。

太空低轨环境中，1MeV 电子辐射剂量可达 1014e⁻/cm²；而同步轨道卫星 20 年累积辐射剂量更可高达 1000kRad，基于此，不同太空任务场景形成了差异化的技术选择：在高价值通信卫星及深空探测等核 心领域，三结砷化镓（GaInP/GaAs/Ge）电池凭借综合优势占据绝对统治地位；而在低轨道、短寿命 小型卫星领域，硅基、钙钛矿及 CIGS 薄膜电池等新兴技术正加速迭代并逐步实现应用落地。

三结砷化镓电池具有超高转换效率与轻量化优势。AM0 标准下效率稳定在 30%以上，多结电池的理论 上限为 47.1%；比功率超 0.35W/g，是晶硅电池（低于 0.1W/g）的 3 倍以上，契合卫星“轻质高能”核 心需求。另一方面，砷化镓电池具有优异的抗辐射能力与长服役寿命。1MeV 电子辐照下效率保持率达 90%，抗辐射损伤能力是传统硅基电池的 10 倍以上。其核心得益于晶格匹配相对偏差≤0.1%的多层异质 结构设计与辐射屏蔽效应。经热管理后，在-120℃至 120℃极端温差循环中，可稳定服役 15-20 年，满 足通信卫星任务需求。

然而，该技术路线的短板主要体现以下方面：（1）镓属于稀土元素，全球储量相对有限；砷具有显著 毒性，生产环节需严格落实污染管控措施，且配套的资源化回收体系尚未完善；（2）核心原材料价格 昂贵，一平米砷化镓的造价高达二三十万元，按照一颗常规卫星 16 平方米的太阳翼面积来算，整个卫 星光这部分的费用就要大几百万元，综合成本远高于硅基电池，成为制约其规模化商业应用的核心瓶颈。 从产能来看，2025 年全球年产能已提升至 100-150MW，国内乾照光电等企业新增产能释放后，仍难以 完全匹配低轨卫星星座的大规模部署需求。

2、硅基 P 型 HJT 电池：成本优势赋能，瞄准低轨中短期任务

面对未来星座 GW 级甚至更高规模的部署需求，砷化镓电池的产能和成本难以支撑。因此，柔性、可减 薄、成本相对较低的硅基 HJT 电池成为了实现大规模部署的关键过渡方案。 中短期 P 型 HJT 领跑。过去晶硅电池由于转换效率的不足而被砷化镓在太空领域所代替，但随着地面 光伏电站规模爆发带动产业链持续迭代升级，当前晶硅电池的转换效率与生产成本已取得显著突破，先 进的 TOPCon、HJT、xBC 电池效率向 27%以上的理论高位稳步逼近，且组件单瓦价格已低于 1 元/W。 而面对太空领域，P 型 HJT 将有望成为短期有力的替代方案之一：（1）在高能粒子辐射下，硅材料会 产生缺陷，缺陷会形成复合中心降低少子寿命，但这些缺陷在 p 型硅中对电子的捕获能力较弱，对少子 寿命的影响也相对较小，n 型硅中的掺杂元素会在辐射后形成更多的深能级缺陷，导致少子寿命显著下 降；（2）而对比 PERC、TOPCon 等其他结构电池，异质结在薄片化适配度上有明显优势，行业内先 进的 p 型超薄 HJT 电池厚度已能做到 50-70μm，能有效减轻发射载荷，同时良好的柔韧性使其可适配 最新的柔性太阳翼方案，提升卫星内部空间利用率；（3）在 AM1.5 的标准下异质结太阳电池已能维持 24%-25%的转换效率，且即便考虑到玻璃盖板等抗辐射材料与加工处理，整体组件单瓦成本也将维持在 100 元人民币的水平。

3、钙钛矿叠层电池：有望成为下一代太空光伏的重要选择

钙钛矿具备以下优势：1）带隙可调，转换效率更高。通过阳离子混合（如 FA⁺/Cs⁺共掺杂）调节带隙， 理论上可实现单结电池效率达 33%。2）光吸收系数更高，损失更低。即使钙钛矿薄膜的厚度仅几百纳 米，能有效吸收大量阳光，产生更多的光生电子和空穴。同时，钙钛矿材料的载流子扩散距离较长，通 常可达数微米，远大于薄膜的厚度，保障光生载流子能够在材料中长距离迁移，减少复合损失，并被电 极高效收集，进而产生更高的光生电压和电流。3）大规模量产后成本更低。相较于晶硅（>900°C 高温 提纯）和传统薄膜（复杂真空工艺），钙钛矿可采用低温溶液法（如刮涂、喷墨打印）或近似的蒸镀工 艺制备，这预示着更低的能耗、更简单的设备要求和更低的制造成本。 钙钛矿电池核心制备过程主要分为四步：镀膜->涂布/印刷->刻蚀->封装，比 TOPCon 电池流程更短。 所有工艺流程都可以在同一个工厂完成，大幅降低了对制造设备的资本开支要求，并且原材料本身来源 丰富、成本低，且材料配方可调、比例选择空间大： （1）镀膜环节：制备功能层（空穴传输层、钙钛矿层等）与电极层，是电池生产的关键工艺。关键技 术以物理气相沉积技术（PVD）为主，在真空环境下通过电弧放电使靶材蒸发、电离，再沉积到工件上。 （2）涂布/印刷环节：主要生产钙钛矿层，也尝试用于空穴/电子传输层的制备。工艺以湿法涂布（可 控性强）为主流；印刷工艺适用范围有限。 （3）刻蚀环节：切割子电池，实现电池分片。主流技术为激光刻蚀，分为 4 类工序：P1：刻蚀 TCO 导 电玻璃；P2：刻蚀钙钛矿吸光层；P3：刻蚀背电极（镀金/银）；P4：激光清边，处理电池边缘绝缘、 去除无效区域。 （4）封装环节：避免外部环境/分解泄漏破坏电池结构与功能层。主流方式包括：完全覆盖封装、边缘 封装，可与晶硅行业共用封装设备。

多结叠层结构创新，成为提升空间级性能的核心路径。晶硅企业倾向于 2T 堆叠，钙钛矿企业倾向于 4T 堆叠。从技术路线看，单结钙钛矿、晶硅叠层钙钛矿及全钙钛矿叠层三大方向并行发展。1）单结钙 钛矿难以与成熟的晶硅技术抗衡，叠层多结电池优势在于与其它类型电池集成以后可以捕捉和转换更宽 光谱范围的太阳光，提升电池转换效率。2025 年，中科院半导体所游经碧团队研发的单结电池效率达 27.2%，同时隆基绿能晶硅-钙钛矿叠层电池效率达 34.85%。2）叠层路线包含组件级四端结构（4T 叠 层）和电池级两端结构（2T 叠层）。从叠层结构来看，4T 机械堆叠工艺成熟度与产线兼容性优势显著， 架构灵活且无需考虑电流匹配问题，更适合纯钙钛矿企业，最有可能率先实现产业化落地；2T 集成一 体结构工艺难度更高，但电极材料使用和沉积步骤更少，理论制造成本更低，且可直接在晶硅产线基础 上扩展，无需大规模改造设备。

钙钛矿电池产业化最大难题为稳定性较差+成本高企，具体如下：稳定性问题带来的寿命较低：产业化 首要障碍，钙钛矿材料在潮湿、高温、强光、氧气等环境下易发生分解，理论使用寿命仅 5-15 年，远低 于晶硅组件的 25 年。 当前综合解决方案包括：①组分工程：引入大尺寸疏水有机阳离子（如 FA+、MA+）优化容忍离子， 稳定晶相；使用无机 Cs+提升效率。②界面工程：开发新型传输层材料（如 SnO₂、自组装单分子层） 和缺陷钝化技术（使用路易斯碱、碘化钾等），显著减少非辐射复合和降解起点。③封装技术：采用高性能阻水阻氧胶膜（如丁基胶、原子层沉积氧化物薄膜）进行全方位封装，是保障组件 25 年寿命的最 后一道屏障。 当前阶段组件户外稳定性进步很大。首次参与德国莱茵 TÜV 认证，仁烁光能 0.72m2（1.2m×0.6m）的 商用尺寸组件即全面通过了包括湿热测试、热循环测试、紫外测试等在内的全序列 IEC61215/61730 可 靠性认证。随后，该组件又先后获得美国 UL、中国产品质检中心 CQC 的认证或许可，充分验证该产品 已全面达标国内外销售标准。组件经一年多户外实证结果显示，该工艺路线下的组件运行稳定无衰减。 成本高企，对比晶硅电池难以具备性价比：当前钙钛矿叠层电池并未量产，多数厂商给出的单瓦价格为 1.2-1.5 元，对比晶硅组件水平明显偏高，远超钙钛矿叠层电池更高的转换效率带来的 BOS 成本下降。 钙钛矿成本中，材料成本占比 68%，为最大部分，资本开支折旧成本与其他成本分别占比 15-16%； 成本的降低需要效率和良率的协同调控。当前商业组件仅约 15%效率，远低于商业晶硅组件，同时由于 产线缺乏大规模生产经验、工艺标准化缺失，良率仅约 50%，显著推高了单瓦制造成本。

成本高企，对比晶硅电池难以具备性价比，钙钛矿电池降本方向包括： 效率>25%，良率>99.5%：a)模块组件效率要实现 25%，对应小面积电池效率需突破 28%；b)减少电 池到模块的效率损失，需要从当前的 7%的效率损失减少为 3%的效率损失；c)良率从目前的 50%提高到 超过 99.5%。 材料成本最少降低 40%：a)FTO 玻璃占据超过 1/3 的材料成本，进一步降低透明导电基底的价格，甚 至开发更廉价的透明导电基底以满足成本的需求。b)通过调控各层厚度(如寻找最佳 C60 电子传输层和 ITO 电极厚度)和提高材料的利用率以减少材料用量。c)开发新型的电子传输材料，开发高新能 SnO2 等 廉价的无机材料作为电子传输层代替 C60。 降低真空设备依赖：a)减少真空工艺，开发更廉价、更高效的薄膜沉积方式成为降低成本的关键途径； b）推动设备国产化，通过规模效应能有效降低成本。2024 年示范线所需投资 15-18 亿元/GW；2025- 2026 年规模线，随设备国产化、工艺标准化，预计降至 8-12 亿元/GW；2027 年及以后，叠层（钙钛 矿/晶硅、钙钛矿/钙钛矿）若良率>90%，单位投资可能进一步下探至 6-9 亿元/GW。

太空光伏的应用场景极大程度解决了钙钛矿商业化的量产问题，具体如下： 钙钛矿抗辐射能力优越，更适配太空环境：1）太空环境不存在潮湿、高温、强光、氧气等地面光伏限 制环境因素；2）钙钛矿器件具有良好的辐射耐受性。根据《钙钛矿在太空光伏应用的研究进展》，在 20MeV 和 68MeV 质子辐照至累计剂量 10¹²particles/cm²时，三价钙钛矿的 PEQE 仅下降 7%，而作为 辐射耐受基准的碳化硅二极管在相同条件下降幅达 50%和 75%。 钙钛矿电池比功率更高，轻量化优势明显。钙钛矿电池能质比可达到 10-30W/g 级别，这意味着在同等 功率需求下，钙钛矿电池系统能使卫星减重 200 公斤以上，大幅降低发射成本。 钙钛矿电池折叠性极佳，非常适合制造柔性卷绕式太阳翼。它能够以极薄的厚度进行卷曲和折叠，在轨 道上实现大面积展开，精准匹配未来低轨卫星和太空算力中心的大功率需求。

总的来看，目前使用最广泛的为三结砷化镓太阳电池，但是砷化镓太阳电池成本相对较高。硅基电池基 于现有成熟的产业链，有望成为大规模太空算力中心的主要选择；对于钙钛矿/叠层电池，实验已经显 示出一定的应用前景，但是由于缺乏实际的实证数据以及产业链相对不够成熟，短期的大规模应用仍然 有待观察。

四、行业现状

1、SpaceX 已选定 P 型 HJT，中国在钙钛矿领域具备优势

SpaceX 公司目前确定了 P 型 HJT 电池技术路线，将其作为太空太阳能电池大规模经济性量产的技术 路线。对于马斯克而言，若欲大规模实施太空 AI 算力卫星集群项目，首先必须要使能源成本降 1 个数 量级，故而必然要放弃三结砷化镓，回到低成本的晶硅体系。根据新能源智库，SpaceX 公司从 2023 年 开始已经测试了上万片的 P 型 HJT 电池，才最终确定了这一技术方向。 中国在钙钛矿电池领域具备产业优势。现在业内基本已经达成共识，钙钛矿叠层电池将成为未来太空光 伏的主流路线。中国之前在砷化镓领域并没有建立起明显的领先优势，但钙钛矿完全不一样。无论技术 储备，还是大规模生产能力，全都是独一档的存在。其中钙钛矿产能占全世界的 60%以上，量产速度也 至少领先美国 1-2 年。

2、各国竞相发展太空太阳能电站，太空光伏已成为战略必争之地

太空光伏利用太空中的光伏电池板收集太阳能，并将产生的电力通过微波传输回地球。微波传输电力原 理是先通过微波转换器将电能转换成微波，再通过微波发射天线将微波传输至地面接收站，地面再将接 收到的微波通过转换器将其转换为电能，其理论传输损耗较低。 各国对于太空光伏发电均十分重视，我国西安电子科技大学段宝岩院士团队于 2023 年完成了逐日工程 —世界首个全链路、全系统 SSPS 地面验证系统。

五、产业链分析

1、太空光伏产业链概览

太空光伏产业链可大致分为上游核心材料与设备、中游电池与组件制造、AI 技术赋能平台及下游卫星与 空间应用等环节。 上游：核心材料与设备环节，是太空光伏产业发展的基石。材料端主要包括三结砷化镓（GaAs）电池 材料、P 型异质结（HJT）电池材料及钙钛矿电池材料。设备端，新技术迭代催生了对 PECVD、PVD、 ALD 及激光设备等核心装备的需求，迈为股份、捷佳伟创等头部设备商已在 HJT 与钙钛矿领域抢先布 局，有望率先分享新一轮技术周期的红利。 中游：技术集成与产品落地的核心环节。光伏龙头企业凭借深厚技术积淀，加速卡位太空光伏赛道：晶 科能源依托 TOPCon 技术平台，研发的钙钛矿叠层电池效率达 34.76%；天合光能在晶硅、钙钛矿、砷 化镓三大技术路线全面布局，砷化镓产品已成功应用于中国星网卫星；东方日升的 P 型超薄 HJT 电池 实现小批量交付，抢占先发优势；钧达股份通过与卫星电池专业生产商上航光电（尚翼光电）战略合作，聚焦钙钛矿在太空能源领域的应用。这些企业的入局，标志着太空光伏产业已从概念验证阶段迈入产业 化加速期。 下游：产业链的需求终端。全球低轨卫星星座规划总量不断提升成为太空光伏需求的奠基石，更具想象 空间的是 SpaceX 星链计划所代表的“太空算力”场景，钙钛矿叠层电池凭借高效率、低成本、轻量化的 颠覆性优势，被视为满足未来太空大规模能源需求的最优解。

2、太空光伏之钙钛矿产业链

（1）上游：原材料与生产设备—成本与性能的核心支撑

原材料包含核心功能材料与辅助材料，其中 TCO 导电玻璃、钙钛矿层材料、POE 胶膜及丁基胶等为核 心品类，成本占比较高，且对应供应商格局相对集中，是决定电池性能与成本的关键环节。同时，上游 还涵盖各类生产设备供应（包括镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备等），为中游制造提供技术 保障。

1）原材料是钙钛矿电池量产的基础，其性能与供应直接影响电池成本与可靠性

TCO 导电玻璃作为钙钛矿电池的前电极、窗口材料和支撑材料，主要功能为让大部分太阳光进入吸收 层，实现光电转换；利用其导电性作为前电极，收集电池电流；为电池多层膜材料结构提供物理上的机 械支撑。钙钛矿电池在封装的要求相比晶硅电池更高，一般采用 POE 胶膜而不能采用 EVA 胶膜，POE 胶膜相比 EVA 胶膜的封装效果和稳定性更好。

原材料供应商的技术成熟度、产能节奏，将直接决定钙钛矿电池的商业化降本与规模落地速度。

2）工艺日渐成熟，钙钛矿设备市场空间广泛

钙钛矿设备中，真空镀膜设备成本占比 55%，涂层设备 20%，激光设备 10%，价值量占比排在前三位。 镀膜设备主要用于制备电池的各个功能膜层，该方法形成的膜层更加致密，发电效率更高。镀膜设备价 值量最高，占据设备投资绝大比例。百 MW 级产线中镀膜设备占比 50%，生产百 MW 级钙钛矿需要镀 膜设备 3 台（2 台 PVD，单价 1000 万/台；1 台 PRD，单价 2000 万/台）。未来镀膜设备国产化+湿法 化为降本主要途径。 涂布设备主要用于制备核心钙钛矿薄膜层，主要以狭缝涂布技术为主，适宜控制钙钛矿层大面积制备时 的均匀性，是量产工艺的主要方法。百 MW 级产线中涂布设备占比 25%，单台价值 1000 万+，湿法制 备需 2 台，钙钛矿层与钝化层合计超 2000 万。 激光设备主要用于将整片电池分割为多个子电池的串联结构，可以进一步提升电池性能。百 MW 级产 线中激光设备占比 15%，需要 3-4 台，总价值量 1000-1500 万，单台价格 250-375 万。 封装设备作为隔绝环境侵蚀的核心手段，对保障钙钛矿组件的稳定性至关重要，其中层压封装工艺具有 高效、致密的特点。百 MW 级产线中封装设备占比 10%，单台价值 1200 万左右，连同后道设备价值量 共 3000 万+。

（2）中游：电池/组件制造—量产落地的核心驱动力，技术壁垒最高

技术路线以单结钙钛矿电池与更具发展前景的钙钛矿—晶硅叠层电池为主，市场参与者众多，技术迭代 与量产能力是核心竞争力。钙钛矿组件生产流程简单，可在 45 分钟内将化工原料、玻璃、靶材、胶膜 在单一工厂加工为组件，工艺流程较短，易于扩大生产，相比晶硅电池的多工厂分工生产更具效率优势。 隆基绿能、天合光能、晶澳科技、晶科能源、阿特斯、协鑫科技等主流组件厂商均布局钙钛矿组件领域。 钙钛矿光伏市场呈现“中国引领产能扩张，欧美聚焦技术革新”的双轨格局，技术路线从“实验室效率竞 争”向“量产效率与稳定性并重”转变。 隆基绿能：经美国国家可再生能源实验室（NREL）认证，其自主研发的晶硅-钙钛矿两端叠层太阳电池 转换效率达 34.85%。 极电光能：全球首条 GW 级钙钛矿光伏组件产线正式运行。 协鑫光电：GW 级钙钛矿产线首片 2400mm×1150mm 全尺寸钙钛矿组件正式面世。 海外方面，英国 OxfordPV、美国 NREL 等在技术突破方面持续发力；日本企业在柔性钙钛矿技术领域 有所布局，如丰田与 Enecoat Technologies 合作开发车顶钙钛矿电池。

（3）下游：应用场景—市场化拓展的关键场景

应用场景广泛，初期以差异化场景为核心，当前主要聚焦光伏电站、分布式光伏领域，随着技术持续成 熟，未来将拓展至柔性电子设备、光伏建筑一体化(BIPV)、电动汽车车顶、太空等场景。

六、相关公司

1、钧达股份：携手尚翼光电，钙钛矿叠层技术领跑赛道

前瞻布局太空能源，通过股权投资切入高壁垒航天赛道。公司精准卡位低轨卫星与太空算力对高性能电 源的爆发式需求，2025 年 12 月正式宣布与尚翼光电达成战略合作，通过股权投资的方式深度绑定这家 拥有中科院上海光机所技术背景的企业。尚翼光电在航天抗辐照电源领域拥有深厚的技术积累，此次战 略合作，标志着钧达股份正式从地面光伏龙头向太空能源供应商转型。 钙钛矿叠层电池效率突破，首款产业化产品已成功下线。作为 N 型电池技术的领军者，公司在钙钛矿晶硅叠层技术上取得重大突破，目前实验室转换效率已达 32.08%；首片产业化 N 型+钙钛矿叠层电池 已于 25 年 11 月顺利下线，预计 26 年上半年完成量产线建设，具备批量供应能力。 公司于 1 月 13 日与星翼芯能及其创始团队、原股东等相关方签署了《增资协议》及《股东协议》，约定 拟以现金出资 3,000 万元，获得目标公司 16.6667%的股权。星翼芯能用于承接尚翼光电的全部资产、 人员及业务，并且后续将调整为目标公司的全资子公司。星翼芯能及其下属公司与钧达股份及其下属公 司双方成立 CPI 膜、CPI 膜与晶硅电池结合产品的生产制造合资企业，且双方互相排他。CPI 具备高透 光率、耐高温性、良好的机械强度和延展性等优势，有望成为太阳翼柔性封装方案之一。

2、明阳智能：多种技术全面布局，前瞻抢占太空市场

双子公司实施差异化布局，有望抢占未来太空光伏市场。集团控股的中山德华芯片公司专注于商业卫星 太阳翼市场，已成功将转换效率达 33.5%、单星价值量 300-500 万元的全柔性砷化镓太阳翼应用于星网 等星座，凭借全产业链自主可控能力实现显著成本优势；同时，其子公司明阳薄膜科技则深耕远期钙钛 矿组件市场，已建成中试线并实现第三方认证效率 22.41%，致力于攻克其在太空环境下的稳定性难题， 为下一代颠覆性技术储备解决方案。

3、东方日升：切入太空 P 型 HJT，巩固太空能源技术护城河

HJT 技术储备充分，产品完美适配太空环境。公司自主研发的 50μm 超薄 p 型 HJT 电池，凭借轻量化、 强抗辐照的卓越性能，以及与柔性太阳翼的高适配特性，完美适配卫星长期运行需求，成功在商业航天 领域构筑起差异化竞争壁垒；量产异质结伏曦 pro 组件平均功率突破 740Wp，电池量产效率已突破 26.61%，单片功率达 5W，同时较传统 PERC 电池减重 60%以上。 钙钛矿产品突破，打造下一代太空能源技术护城河。异质结的“TCO 膜+对称结构+低温工艺”特性，使 其天然具备钙钛矿叠层升级潜力，经国家太阳能光伏产品质量检验检测中心权威认证，公司研发的钙钛 矿/晶硅异质结叠层电池成功实现 30.99%的转化效率，并计划在 27 年推出功率达 850W 以上的钙钛矿 叠层电池，有望深度享受商业航天时代红利。

4、上海港湾：控股伏曦炘空，跨界布局商业航天赛道

基建龙头跨界布局航天，开辟第二增长曲线。2023 年公司成立上海伏曦炘空，持股 80%，汇聚了航天 院所、中科院及高校精英，专注于为卫星、探测器等空间飞行器提供低成本高性能的能源系统，开发了 砷化镓太阳电池阵、钙钛矿太阳电池阵、电源控制单元及锂电池组等多项核心产品，累计保障 18 颗卫 星发射，49 套卫星电源系统、太阳帆板及结构机构持续在轨稳定运行。 伏曦炘空产品陆续发射入轨，技术领先行业。25 年 5 月，搭载公司太阳能电池阵列的西光壹号 02 星法 和升空；25 年 9 月，谷神星一号（遥十五）“鹊桥仙”发射，公司为其提供了能源系统（含太阳电池阵） 与测控数传系统；截至 25 年 11 月，公司钧天一号 03 星钙钛矿电池在轨一年试载正常。公司多项产品 陆续发射入轨，随着商业航天发射进入高速增长阶段，公司有望持续受益。

5、迈为股份：光伏设备龙头，有望受益于太空光伏需求扩容

异质结设备龙头强者恒强。公司陆续突破了 HJT 电池核心工艺环节中的 PECVD、PVD 等设备，并通过 参股公司吸收引进日本 YAC 的制绒清洗技术，实现了 HJT 电池设备的整线供应能力，公司采用自主研 发的可量产设备和工艺研制的 N 型晶硅异质结电池，其转换效率已达 26.8%。 钙钛矿设备订单落地，太空光伏需求带来新增量。公司在原有异质结工艺的 PECVD、丝网印刷等设备 基础上，新增喷墨打印设、真空干燥机、蒸镀机等钙钛矿叠层技术电池设备，前瞻卡位钙钛矿赛道，近 日公司已正式签订钙钛矿/硅异质结叠层电池整线供应合同，成功取得公司在叠层电池领域的首个商业 化整线订单，随着商业航天进入快车道，太空光伏需求有望为公司带来业绩新增量。

6、乾照光电：砷化镓赛道核心龙头，深度受益于商业航天发展

砷化镓太阳能电池外延片国内市占率第一，产品已应用于商业航天。砷化镓太阳能电池外延片作为公司 战略布局的重要方向，在商业航天高速发展的带动下实现销量大幅增长，出货量稳居国内市场第一。公 司产品可覆盖“空天地”全场景，既满足地面电站稳定供电需求，又适配低空设备续航、航天卫星抗极端 环境的严苛标准，场景兼容性强，公司砷化镓电池产品已批量应用于国内在轨运行的大型商业航天星座 组网卫星（如 G60 千帆星座等）；柔性薄膜电池外延片产品已实现大批量交付；聚光带隙匹配三结电 池已在客户的聚光光伏新能源项目中使用，进一步拓宽了砷化镓太阳能电池的应用范围和市场空间。

7、晶科能源：携手晶泰控股，研发 AI 高通量叠层太阳能电池

晶科能源携手晶泰控股，联合研发 AI 高通量叠层太阳能电池，共同开拓太空光伏广阔蓝海市场。晶科 能源是业内极具创新精神的头部企业，与人工智能+机器人赋能研发创新的平台型企业晶泰科技签署战 略合作协议，双方拟成立合资公司，推进基于 AI 技术的高通量钙钛矿叠层太阳能电池合作研发，预示 了 AI 与机器人技术正深度赋能下一代光伏技术的研发与产业化进程，开启在钙钛矿叠层等下一代光伏 技术领域的深度协同。 AI 与机器人技术是此次产业变革的核心引擎。以晶泰控股为代表的 AI for Science 平台，通过“AI 决策机器人执行-数据反馈”的闭环模式，彻底重构传统研发范式：借助量子计算辅助配方筛选，无效组合大 幅减少。双方将共建全球首个“AI 决策-机器人执行-数据反馈”全闭环钙钛矿-晶硅叠层实验线，依托晶科 能源深厚的光伏研发积淀与晶泰科技在量子物理算法、AI 预测模型与大规模机器人自动化实验等前沿领 域的独特优势，重点攻关高效率、高稳定性的钙钛矿叠层太阳能电池。钙钛矿核心挑战在于稳定性与大 面积制备。双方合作将会把晶科能源的研发数据与晶泰科技的 AI 模型、自动化平台深度融合，实现了 研发从“试错”到“预测”的质变。通过量子计算筛选配方、机器人日完成千次实验，预计将大幅压缩研发 周期，大幅提升研发效率，并显著降低量产工艺探索成本与风险，有望进一步加速钙钛矿的量产节奏。

七、市场规模预测

1、中国低轨卫星星座：商业化进程提速

低轨卫星与卫星互联网星座是当前太空光伏最核心的应用场景，以抗辐射、高转换效率为核心优势的砷 化镓电池，目前为该场景下的主流能源部件。中国低轨卫星星座建设正释放巨大市场潜力，目前已规划 六座巨型星座项目，涵盖“国网”“G60 千帆星座”等通信骨干星座，以及“吉利未来出行星座”（车联网定 位）、“天启”（物联网数据）、“鸿鹄-3”（宽带通信）、“三体计算星座”（在轨算力）等商业细分领域 星座。 当前中国低轨卫星光伏应用已完成首批星座部署，累计发射约 380 颗卫星，光伏能源系统以砷化镓电池 为主导。后续新型光伏技术将加速迭代，推动新增装机量提升与市场份额扩容，而多结砷化镓电池成本 下降空间收窄。钙钛矿叠层技术凭借工艺、成本及能量密度优势，降本弹性更突出。 作为已进入商业化落地阶段的成熟赛道，该场景下光伏核心定位为“卫星自用供电”，仅为卫星自身飞行 姿态调整、通信载荷运行等基础功能提供能源供给，需求边界相对清晰。结合新建星座规模化部署、存 量卫星更新维护两大核心场景，预计 2030 年国内低轨卫星光伏市场空间有望超 30 亿美元。

2、太空数据中心：长期成长空间广阔

太空数据中心是“算力上天”的核心载体，正加速从构想到落地实践。 国内层面，北京太空数据中心规划于 700-800 公里晨昏轨道部署吉瓦级系统，分三阶段推进：2025- 2027 年建成 200kW/1000POPS 算力星座，开展“天数天算”试点；2028-2030 年推进二期，实现“地数 天算”商业化；2031-2035 年完成卫星量产与在轨对接，建成大规模集群。国际层面，马斯克提出太空 AI 计算中心构想，计划依托星舰火箭部署 100-500GW 级太阳能 AI 卫星，远期产能超全球当前发电总 量。 作为处于早期验证阶段的长期成长赛道，太空数据中心场景下光伏核心定位为“算力运营支撑供电”，除 满足卫星基础飞行消耗外，核心为在轨算力中心的高功率计算载荷提供能源支撑，多元用电场景显著放 大光伏需求边界。进入 100GW 年部署周期后，预计钙钛矿及叠层电池供电占比将达 50%，对应年市 场规模超百亿美元，占全球太空光伏总市场份额的 35%以上。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站