用钙钛矿取代砷化镓!钧达股份联手尚翼光电进军太空光伏!

 赶碳号,重构电新产业价值 

光伏+商业航天,就构成了太空光伏。或在不久的将来,我们的光伏企业会一边抢夺地面光伏市场,一边在太空搞竞赛。

有两家光伏公司走在了市场的前列,一家是提供硅基超薄 HJT电池方案的东方日升,另一家是刚宣布进军太空光伏的钧达股份,其解决方案是钙钛矿电池。

近日,钧达股份与尚翼光电正式签署战略合作协,钧达股份将以战略股东身份对尚翼光电进行股权投资。

两家企业此次牵手可以说是强强联合。钧达股份是专业的光伏电池企业。尚翼光电拥有稀缺的商业卫星运营商、航天科研院所等渠道资源(如中电科18所、中科院微小卫星研究院等),并已参与“千帆星座”等国家级重点项目。

受此影响,钧达股份股价最近出现异动。

最近,“太空光伏/空间太阳能电站(SSPS)”持续升温:

一端是天基供能路线加速落地,西安电子科大“逐日工程”已完成空间太阳能电站地面验证,微波无线传能等关键环节出现可工程化路径。另一端是太空算力与低轨星座用电紧张,谷歌“Project Suncatcher”等开始探索在轨光伏供能与算力部署。

太空光伏对光伏行业的战略机遇在于:

其一,太空光伏有望催生一个高毛利的空间级电池/太阳翼市场。砷化镓三结、高电压与柔性薄膜、钙钛矿叠层等产品,因高功率密度与抗辐照而深受青睐;在产业端,已出现钧达股份与尚翼光电等企业围绕太空钙钛矿应用的战略合作,航天系企业亦在跟进掌握砷化镓空间太阳电池阵等核心技术。

其二,太空光伏本身也在倒逼材料、封装、可靠性与在轨装配标准升级,促使光伏从“比价格”转向“比寿命、比功质比、比认证”,并对地面高效、轻量化产品形成技术外溢。

其三,若太空光伏走向示范,地面接收站、整流天线、功率变换与系统集成将形成新的电力装备链条,光伏由“地面组件”升级为“天基能源系统/空间充电网络”。有海外企业已提出2030年前后供电目标,这进一步强化了产业预期。

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拥有稀缺资源的战略合作伙伴

尚翼光电除了渠道资源外,技术实力不容小觑。

公开资料显示,尚翼光电核心技术源于中科院上海光机所。

尚翼光电拥有太空定制技术——掌握了空间耐受型钙钛矿配方、柔性衬底工艺及辐射制冷温控技术。

尚翼光电拥有独家测试资源——全球独有的“激光驱动粒子源多束流诱导纳观光电缺陷原位表征平台”,能模拟太空连续谱辐射,为钙钛矿电池在极端太空环境下的稳定性验证提供关键支撑,这是普通地面光伏企业所不具备的。

在光伏技术方面,尚翼光电在航天应用场景理解、系统集成及工程验证方面具备长期积累,目前已完成太空环境下钙钛矿材料第一性原理验证。尚翼光电聚焦柔性钙钛矿光伏技术在太空场景的应用研发,在太空极端环境(高低温、强辐射、真空)适配性配方、抗辐照结构设计等方面具备独家技术优势。核心团队深耕钙钛矿航天应用领域多年,致力于成为未来太空能源系统核心部件供应商,为太空算力平台、低轨卫星星座等提供底层能源支撑。

本次战略合作中,双方将以钙钛矿电池技术为核心,结合太空应用的实际需求,开展针对性研究与协同推进。该方案的优势在于:

(1)颠覆性降本增效:双方合作开发的钙钛矿叠层电池,成本相比目前主流的砷化镓电池(约30美元/W)低很多。

(2)极致轻量化:该方案的能质比达到10W/g以上,相比砷化镓(0.36W/g)优势巨大,可使卫星减重90%以上,单星可节约数百公斤载重,显著降低发射成本。

(3)适配大功率诉求:合作产品适配低轨卫星及太空算力 (每年100GW部署需求)对高功率、可卷展柔性太阳翼的刚性需求,解决了传统方案在重量和柔性上的短板。

本次战略合作中,双方将以钙钛矿电池技术为核心,结合太空应用的实际需求,开展针对性研究与协同推进。

一方面,将围绕太空环境下的应用特性,重点探索钙钛矿电池在材料体系、结构设计及稳定性等方向的突破;

另一方面,依托钧达股份的规模化生产、全球化市场布局等能力,结合尚翼光电具备的商业卫星运营商、航天科研院所等渠道资源,为太空钙钛矿产品的产业化落地奠定基础,加速实现技术成果的商业化转化与规模化供应。

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为什么选定钙钛矿技术路线?

波音生产的用于太空的砷化镓基太阳电池板

在太空光伏应用中,砷化镓(GaAs)电池是当前的主流技术。它的材料特性适配太空极端环境、多结结构带来高转换效率、长期在轨验证的技术成熟度等完美匹配了卫星/空间站 “高效、轻量、抗辐射、长寿命”四大刚性需求。国内乾照光电、航天811 所、中电科蓝天是主要供应商。

但是,砷化镓(GaAs)也有明显弊端:价格昂贵、能质比低。因此,在地面光伏发展迅猛、卷到极致的光伏企业,自然也想进入太空。

HJT(异质结)电池、钙钛矿电池成为新的发展方向,也是太空光伏研发的重点。

钙钛矿电池目前正处于在轨验证和产业化落地的关键窗口期,它优势明显:

第一,钙钛矿电池的性能突出,具有极强的高能粒子辐照稳定性。钙钛矿材料对空间环境的高能质子、电子辐射展现出优异的耐受力,性能衰减极低,与目前主流的昂贵三结砷化镓电池性能相当。

第二,钙钛矿电池还具备超高的能质比,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。

第三,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。

第四,钙钛矿电池单结柔性钙钛矿在AM0环境下的效率可达20-25%,而钙钛矿/晶硅叠层电池(结合了两者的优势)理论效率可突破40%,目前实验室及实测效率已能达到30%以上。

基于这些优点,钧达股份及尚翼光电坚定地选择了钙钛矿路线。

钧达股份在钙钛矿领域的成就,是这次双方合作的基础。公开资料显示,作为全球光伏电池龙头,钧达股份在晶硅与钙钛矿电池的研发及规模化制造方面拥有深厚积淀,其叠层电池实验室效率已达32.08%,并成功下线了首片产业化N型+钙钛矿叠层电池。

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太空光伏,是一张怎样的蓝图?

钧达股份与尚翼光电的合作受到市场的关注,与商业航天的迅猛发展密切相关。

当前,太空经济正迈入“规模化商业化阶段”,低轨卫星星座部署与太空算力产业的爆发式增长,成为驱动行业发展的核心引擎。国际电信联盟(ITU)数据显示,全球低轨卫星规划总量已突破10万颗。卫星功能也从传统的遥感、通信,加速向在轨AI训练、低延时边缘计算、全球实时数据处理等高算力任务拓展,对能源供给的稳定性与适配性提出更高要求。

与此同时,地面算力集群的扩张正遭遇能源供给与散热效率的双重瓶颈——随着AI大模型训练、超算中心等需求激增,地面设施的电力消耗与散热成本呈指数级增长,远超现有基础设施承载能力,太空算力也成为破解全球算力困局的关键方向。

在卫星规模化部署、功能升级迭代、太空算力需求爆发的多重背景下,市场对太空能源解决方案提出了更高的要示:从传统的“可靠性与能效”,全面迭代升级为“高效、轻质、低成本、柔韧、抗极端环境”的综合能力体系。

钙钛矿光伏技术具备超轻量化、高能量密度、高抗辐照性、可柔性卷展、低成本制备等核心优势,能极佳地匹配太空场景的严苛要求,成为支撑太空经济规模化发展的革命性能源解决方案。

未来,统治太空能源的可能就是钙钛矿;掌握太空能源的还是咱们中国光伏企业。

钙钛矿统治太空能源,这算是破除内卷最远大的憧憬吧。

编审:侦碳

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