万亿光伏×万亿航天!商业航天光伏能源系统升级展望

2026-02-14 07:24:33 / 0阅读

商业航天加速发展,低轨卫星成为中美竞争焦点,其配套能源系统将有相应的快速增长并可能迎来升级迭代。在现行主流的砷化镓电池之外,P型PERC也已经开始应用,而P型HJT、钙钛矿晶硅叠层方案也在试用或研发,有望成为新一代空间光伏的方向。

光伏是卫星的能量来源,降本诉求强烈。在太空中,卫星要持续运行及作业,需要稳定的能源供给。太阳能电池将太阳能转化为电能,保障卫星正常运行及作业,是目前卫星主流的供电方式。电力系统在卫星中成本占比约20%,其中近三分之二是光伏发电环节,大幅降低该环节成本是未来重要的产业诉求。

目前以三结砷化镓电池为主,两结方案可能走向应用。在太空中,太阳能电池的工作环境相较于地球的大气环境更加苛刻,砷化镓电池抗辐射能力强、耐高低温、能质比高(三结)且产业化相对成熟,成为了目前卫星太阳电池的主流选择。稀有金属锗在三结砷化镓中成本占比大,在降本诉求下,未来降低锗使用的两结方案可能走向应用。

万亿光伏×万亿航天!商业航天光伏能源系统升级展望

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太空光伏产品还在持续迭代。低轨卫星受到空间天气影响,轨道环境恶劣,普遍设计寿命更低,对于太阳能电池寿命要求也更低;蓬勃发展的低轨卫星产业对于砷化镓产能提出更高要求。业界也在探索相关更具性价比的替代方案:

晶硅方案:晶硅方案在地面光伏的应用成熟,具有相当完备的产业链,性价比高。但综合考虑能质比、高能粒子辐射等角度,P型衬底高效电池可能是主要探索方向。目前海外已经开始使用p型PERC晶硅产品,而P型HJT方案已经在测试或试用,钙钛矿晶硅叠层电池也已开始测试。

钙钛矿/叠层:钙钛矿理论效率天花板高,叠层后效率更高,能质比突出;可柔性制备,对不同卫星的适配度高。真空环境还可以显著改善钙钛矿对于水氧的衰减问题。此外,目前钙钛矿在地面应用的主要瓶颈是寿命与大面积制备,应用于低轨卫星场景均可以规避。材料成本低,在针对性的材料体系确定后,可能会迎来大的发展。


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