• 太空光伏原指将光伏发电系统部署于太空环境,如卫星、空间站等航天器等所使用的光伏技术,其核心应用是为航天器自身供电,未来亦可拓展其他用途。当前主流的应用技术为三结砷化镓太阳能电池,与地面电站所采用的晶硅技术路线存在较大差异,砷化镓销售单价高达900元-1300元/w,而当前地面电站所应用的晶硅光伏组件价格仅为0.8-1元/w,价格相差千倍。
• 随着商业航天与太空算力的发展,2025年以来产业界对太空光伏的关注度激增。低轨星座卫星进入“千颗-万颗”级别,在国际电信联盟(ITU)“先占先得”规则下,美国Starlink、中国星网、美国亚马逊等必须在2030年前完成批量部署,卫星数量指数级上升,而卫星的能源系统成为“交付瓶颈”。另一方面,以Space X为代表的商业航天企业不断降低发射成本,使得在太空布局算力成为可能,中远期太空光伏需求进一步打开。
• 从前沿角度看,太空光伏概念已扩展至在太空部署大型光伏阵列,通过微波或激光形式将捕获的太阳能传输至地面接收站,转化为电能后接入电网。
• 目前太空光伏电池的主流技术路线仍以砷化镓系多结电池为核心,成本和资源限制了大规模应用。晶硅异质结(HJT)具有未来可规模化的工程成熟度,连同钙钛矿(含硅基叠层方案)路线具备面向太空的轻量化潜力。
• 钙钛矿叠层电池AM0效率可达30-45%,同时能质比更高、抗辐射与温度系数表现较强,并具备柔性/折叠潜力,更契合太空场景对高功率密度与轻量化的长期需求。钙钛矿太空光伏组件即将进入在轨验证阶段,远期渗透率将不断提高。
太空光伏应用场景多样,需要导入大规模低成本方案
• 从需求端看,太空光伏的应用场景可归纳为五大类:(1)航天器平台供电,包括各类卫星的主电源;(2)在轨大型平台基础设施,包括空间站/商业在轨平台等连续运行与冗余供电;(3)深空探索与太阳电推进,高功率太阳阵列直接决定推进能力与任务边界;(4)月面/行星表面电力系统,需要满足长期驻留、表面基地与ISRU等对稳定供电与环境适配的需求;(5)新型空间能源基础设施,包括对地供能的空间太阳能电站SBSP,以及轨道数据中心/太空AI算力等远期场景。这些场景共同推动太空光伏从“卫星子系统”走向“空间基础设施的关键底座”,并将技术演进聚焦到更高比功率、更强可靠性与更强可扩展部署能力上。
• 分场景看,卫星主电源、在轨大型平台、深空任务的光伏应用已成熟并实现规模应用,以航天级砷化镓多结电池为主,因为其抗辐照与寿命可靠性最强,适合高价值、长寿命任务。但随着卫星批量化发射需求爆发以及月面基地/空间电站场景需求下,砷化镓多结电池成本高、原料供应有限难以大规模应用。为了实现轻量化、大面积部署的同时控制成本,钙钛矿和晶硅HJT凭借其薄膜柔性与叠层增效潜力,最有可能从中长期脱颖而出。
• 钙钛矿技术在太空光伏的落地趋势:优先从低风险、短寿命、技术验证型在轨任务切入,逐步走向更高价值、长寿命平台。
全球航天产业进入产业化加速阶段
• 全球商业航天正从“技术可行性验证”迈向“规模化交付与商业闭环”新阶段。2010至2019年,全球年均入轨卫星266颗;至2020年,技术进步与产业链发展促使进入空间门槛持续降低,低轨星座建设提速,发射频次与在轨资产规模显著增长。至2025年,全球年发射频次已增至329次,当年入轨卫星数量达4522颗,其中商业航天入轨卫星占比由2019年前的35%跃升至80%以上,成为世界航天产业的主要构成和增长驱动因素。
• 全球商业航天呈现“头部集中、增量分化”的格局:美国与中国稳居“领先者”之列。从发射能力看,2025年美中商业发射次数合计超200次,占全球商业发射总次数的98%以上,发射成功率均稳定在95%以上,配套航天发射场数量合计逾15个,构建起全球最核心的发射基础设施网络。在轨资产与星座建设方面,两国在轨卫星总数超12000颗,占全球在轨卫星总量的75%以上;年度新增商业卫星合计逾3800颗,几乎包揽全球新增卫星份额。
低轨大规模星座成为全球布局焦点
• 根据国内外航天权威机构评估,全球低轨卫星总容量约 6–10 万颗,安全运营上限约6万颗。全球商业航天领域科技创新集中涌现,进而推动了商业航天的持续、快速发展,以Space X为代表的企业纷纷推出新型卫星产品和服务,为全球用户提供更加高效、精准的通信、遥感监测和导航定位服务,低轨大规模星座需求快速发展,数以万计的星座建设规划正在抢占有限的低轨资源。
太空算力类星座是世界航天发展的新方向
• Space X于2026年1月30日向美国联邦通信委员会(FCC)提交申请,计划部署多达100万颗卫星以构建一个太阳能驱动的“轨道数据中心”,旨在为全球人工智能(AI)应用提供算力支持。马斯克认为,当前AI芯片生产呈指数级增长,但电力供应增长缓慢,且地面数据中心耗电量大、冷却成本高,严重制约了AI算力发展。太空拥有近乎无限的太阳能和接近绝对零度的极佳散热环境,能大幅降低能耗与维护成本。
• 太空算力类星座也是我国航天发展的新方向。2026年2月之江实验室也宣布全球首个太空算力星座在中国建成并具备实用化服务能力。通过在太空部署计算节点,利用太空真空超低温环境实现高效散热,提供强大的在轨算力与数据存储能力,支撑6G、数字孪生、元宇宙等新兴领域发展,打造空天一体的算力网络。截至2026年1月底,我国已规划建设6个太空算力星座。