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近期全球商业航天领域持续活跃，中美加速太空经济战略竞争，在太空算力和卫星频谱资源上加速布局。
在卫星资源方面，SpaceX新申请7500颗starlink星链V2卫星，蓝色起源推出TeraWave并计划部署5408颗卫星，国内由无线电创新院主导新申请共计21万颗，全球卫星布局提速。
从太空算力领域来看，马斯克近期在达沃斯发言，SpaceX和特斯拉正在提升太阳能产能，计划三年内每年在太空部署100GW太阳能AI卫星能源网络。
太空算力产业长期发展需要更大的相控阵天线、更多更快的星间激光通信以及更大的太阳翼。
在大规模星座建设和算力上天背景下，高通量卫星以及太空数据中心对太阳能面积需求提升，太阳翼面积会随着卫星迭代指数级扩大，太空光伏有望成为核心发展方向。
在之前的文章中，我们梳理了商业航天十大核心赛道星间激光通信产业链全解析、低轨卫星产业链全解析、柔性太阳翼全解析、运载火箭产业链全景解析等。
本文重点聚焦太空光伏产业链核心赛道。
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01
太空光伏概览
太空光伏是在太空环境中利用光伏技术将太阳能转化为电能，涵盖所有搭载光伏组件的航天器供电系统。
对于内行星场景（距离太阳较近），太阳辐射较为充足，因此光伏是优选的电源方案。
核心本质：是将光伏电池搬至外太空，利用AM0日照强度1367W/m²（较地面高30%以上）实现24小时不间断发电，通过无线传输或储能为卫星、空间站、轨道数据中心供电。
相较于地面光伏：地面光伏短期可以缓解数据中心缺电的情况，而太空光伏发电效率和能量密度更高且应用场景更广泛，可支撑太空算力和深空探测等高能耗场景。
晶科能源董事长李仙德在新年致辞中表示，同样一块板子，在太空的平均发电量比地球上安装的要高出7至10倍，破解了间歇性和衰减的瓶颈，原则上它可以一直用，一直发电。
海外StarCloud公司已经率先发射搭载英伟达H100芯片与谷歌Gemini大模型的试验星，目标是在轨道上建造一座5GW级轨道数据中心，并配备超大面积太阳能电池板与冷却系统。
据Starcloud白皮书，假设在太空部署40MW数据中心（10年运行）总成本约820万美元，相比地面数据中心1.67亿美元，降低95%。
02
太空光伏产业链
太空光伏产业链上游聚焦核心材料与设备，涵盖锗衬底、高纯镓/砷等金属原料、柔性基板、特种封装材料及超薄柔性玻璃等。
中游以电池片与组件制造为核心，整合砷化镓、P型HJT、钙钛矿叠层等多元技术路线，并延伸至太阳翼系统集成，同时包括MOCVD、PECVD等关键生产设备。
下游围绕卫星应用展开，既包含低轨通信卫星、深空探测器等传统航天器的能源系统集成，也涵盖太空数据中心、月球基地等新兴场景的能源解决方案，形成从材料研发到空间能源部署的完整闭环。
在SpaceX链中，太空光伏是国产供应商可以参与的价值量较大的核心环节。
空间电源发电装置示意图：
资料来源：行行查
太空光伏：上游材料&电子元器件
太空光伏上游材料主要包括电池材料和结构材料。
电池材料是光电转换效率的核心载体，要求具备高光电转换效率、抗辐射能力和轻量化。
高纯镓
砷化镓的“骨架”材料，三结砷化镓电池效率超30%，但成本高昂（约1000元/W），主要用于高价值航天器。
代表厂商包括Spectrolab（波音子公司，全球垄断级供应商）以及国内的乾照光电等。乾照光电是国内最大砷化镓太阳能电池外延片供应商，产品已批量应用于G60千帆星座等商业航天项目；明阳智能通过收购砷化镓外延片生产商德华芯片布局上游；云南锗业提供锗衬底与砷化镓单晶衬底，启动“空间太阳能电池用锗晶片建设项目”。
特种封装材料
太空光伏组件需在极端环境下运行，如辐射、原子氧侵蚀、极端温度循环，对封装材料提出极高要求。特种封装材料主要柔性基板材料和UTG玻璃。
柔性薄膜基板材料
聚酰亚胺（PI）和透明聚酰亚胺（CPI）是主流柔性基底材料。
PI用于刚性/柔性基底，CPI用于透光面，需涂覆原子氧防护层，CPI薄膜适配核心太空光伏路线，成为卫星领域晶硅、砷化镓光伏的重要封装材料。
CPI薄膜是PI薄膜中的高端细分，适配核心太空光伏路线，成为卫星领域晶硅、砷化镓光伏的重要封装材料，该环节竞争格局好且进入门槛极高。
从竞争格局来看，面向航天领域的薄膜，韩国科隆是全球量产领先者，日本住友化学技术储备深厚。
国内沃格光电已率先实现在轨应用，CPI膜已完成对银河航天、长光卫星等头部客户的交付，配套研发了抗辐射防护镀膜技术。瑞华泰作为通过航天材料院认证的企业，认证先发优势显著，以价格优势和产能规模抢占GW星座大批量订单。
此外，福斯特自主研发的PI材料已在电子材料领域商业化应用，正探索太空光伏封装需求。海优新材布局空间级CPI膜+POE胶膜，原子氧镀膜工艺与PDCLC调光膜同源，与相关研究机构联合研发。
根据100GW太空算力部署目标测算，PI膜市场空间超600亿元，CPI膜超2000亿元。
UTG玻璃
超薄柔性玻璃，但成本较高，目前主要用于高端场景。卫星选用UTG玻璃，主要是由于低地球轨道原子氧腐蚀性强，UTG玻璃化学稳定性优异，可有效抗腐蚀，且能提升抗辐射性，可以助力卫星太阳翼面积从V1.5的22㎡跃升至V3的350㎡+，为高功率卫星提供可靠能源保障。
蓝思科技自主研发的航天级超薄柔性玻璃（UTG）光伏封装技术，厚度控制在30至50微米，可实现1.5毫米极致弯曲半径，可为低轨卫星提供柔性太阳翼封装解决方案。凯盛科技是蓝思科技的原片供应商，其UTG可用于航天太阳能电池领域，并已有前期在轨测试验证。
封装胶膜
热塑性胶膜：适配低温封装工艺，解决钙钛矿电池工艺敏感问题。鹿山新材钙钛矿专用热塑性胶膜以“低腐蚀、高阻隔、强适配”为核心，已通过纤纳光电、协鑫光电等验证，部分客户进入批量生产阶段。
POE胶膜/原子氧防护层：具有优异的水汽阻隔性和抗PID性能。福斯特在HJT组件中积累的紫外截止和转化技术，可能应用于太空光伏。鹿山新材研发POE替代硅橡胶的方案，降低太阳翼成本。海优新材原子氧镀膜工艺与PDCLC调光膜同源，与相关研究机构联合研发。
电子元器件
主要包括抗辐照芯片和功率放大器等环节。中科院微电子所在抗辐照SOI技术与应用方面进行长期研究。航天电子、航天智装、航宇微、复旦微电子等厂商在抗辐照芯片均有所布局。功率放大器用于微波传输，盛路通信和拓博科技等厂商参与相关研发。
04
太空光伏中游：太阳能电池片
目前卫星上应用的太阳能电池主要可以分为晶硅、砷化镓两条技术路线。
从当前技术路线来看，砷化镓效率高但成本也较高，由于太空光伏降本需求迫切，P型HJT低成本且发电稳，有望成太空算力中心主力，而钙钛矿/叠层具体有高比功率和低成本等优势，有望成未来主流趋势。
砷化镓电池
砷化镓电池是以III-V族化合物半导体材料砷化镓为核心的光伏器件，专为航空航天、军工及民用移动能源领域设计，是当前柔性太阳翼的主流发电技术。
p-Si电池最早应用，GaInP/GaAs/Ge三结砷化镓电池效率更高，能够承受太空极端环境，但是成本较高。
银河航天灵犀03星商业卫星已应用柔性三结砷化镓电池阵，成为我国首个商业航天领域应用案例。
811所：中国航天科技集团有限公司第八研究院第八一一研究所，主要承担“星、箭、弹、船、（探测）器”及其它特殊设备用电源系统、控制设备、电源产品的研究、设计、制造和试验任务，同时负责新能源产业的孵化工作。三结砷化镓太阳电池已成功应用在我国多型航天工程飞行器上，如天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱等。
乾照光电：砷化镓太阳能电池外延片及芯片供应商，砷化镓太阳能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。国内唯一实现批量供货，头部所有星座全覆盖，例如，朱雀三号的蓝箭旗下的鸿鹄-3星座，国家主导的国网星座，以及"千帆星座”。
凯迅光电：已建成完整的6英寸太阳电池生产线，产品光电转化率最高接近34%。高效砷化镓太阳电池已成功应用于嫦娥四号、嫦娥六号、天问一号以及陆地探测一号卫星等多项重大航天工程。
P型HJT电池
目前砷化镓电池片路线应用于太空算力领域面临成本过高和锗供给有限两大限制。
SpaceX已在探索晶硅电池及钙钛矿叠层电池应用于太空。
P型HJT电池具有轻薄化的优势，并且P型相比N型抗辐射能力更强，与太空环境更适配，中短期内有望逐渐提升渗透率。
迈为股份作为P型HJT电池设备核心供应商，与北美核心客户签订5亿美元订单。东方日升联合上海港湾，领先卡位 P 型超薄HJT；上海港湾控股伏曦炘空，跨界布局商业航天赛道。相关企业还包括琏升科技、通威股份、高测股份、奥特维、华民股份等。
SpaceX已在探索晶硅电池及钙钛矿叠层电池应用于太空：
钙钛矿电池
钙钛矿电池具备高理论转换效率、低成本和高柔性等优势。在弱光条件下的发电效率表现优异，更适应深空探测等复杂光照环境。
若能在长期稳定性和大批量制备工艺上取得突破，钙钛矿有望大幅拉低太空光伏的硬件成本，长期有望成为太空光伏的“终极方案”。
当前钙钛矿应用场景从传统光伏向消费级横向拓展、向航空航天和太空算力等新兴领域纵向延伸。
钧达股份布局SCPI薄膜和晶硅-钙钛矿叠层电池在内的下一代太空能源产品；晶科能源TOPCon+钙钛矿叠层效率30%+；捷佳伟创叠层设备整线交付能力国内第一。
上海港湾在轨验证进度领先，与东方日升合有望加速钙钛矿叠层在国内和海外供应验证。航天宏图与众能光储签署战略合作协议，面向太空算力与空间能源钙钛矿技术，设立合资公司航天超能。此外，钙钛矿电池及相关设备材料企业晶科能源、隆基绿能、天合光能、京山轻机，金晶科技等均有所布局。
此外，国内高校苏州大学、西湖大学以及晶科能源、隆基绿能、协鑫集成、天合光能、京山轻机，金晶科技京山轻机、曼恩斯特、德龙激光、金辰股份等；以及制造环节材料金晶科技、耀皮玻璃等众多厂商均有布局。
随着低轨通信卫星向高通量发展，搭载光伏组件的太阳翼需求扩张已成未来发展趋势。Starlink V3太阳翼面积达400㎡，是V2的2倍，V2mini的4倍。
考虑到未来单星功能及任务的复杂性，太阳翼面积有望向百平米级增大，商业化趋势下太阳翼电池片成本下降诉求旺盛。晶硅、晶硅-钙钛矿叠层技术在卫星能源系统中有望加速渗透。
搭载钙钛矿电池的太阳翼：
资料来源：《商业航天用低成本钙钛矿复合叠层太阳电池技术》
柔性太阳翼
柔性太阳翼是太空算力卫星能源系统的“能量心脏”，为卫星提供稳定能源。
核心结构由柔性基板、太阳能电池片、展开机构及防护镀膜组成。
半刚性太阳翼和柔性太阳翼展开过程：
资料来源：《中国空间可展开结构：进展与趋势》
2025年9月16日，银河航天成功发射全球首款卷式全柔性太阳翼卫星。该卫星采用卷轴式设计，发射时折叠为保温杯直径大小的卷轴（收纳直径约8厘米），较传统刚性太阳翼提升5倍以上。这一技术彻底解决了卫星能源系统“大能量需求”与“小体积约束”的矛盾。
银河航天灵犀03星柔性太阳翼展开状态：
资料来源：银河航天
中国卫星：卫星总体及太阳翼集成市占率居国内首位，将高效电池产品集成化为完整太阳翼系统。已形成刚性、半刚性和柔性太阳翼的完整产品线，满足不同轨道卫星的需求。中国空间站梦天实验舱采用柔性太阳翼，收拢厚度仅18厘米，并首创“二次展开”技术，解决了大发电面积与小收纳体积的矛盾，重量减轻20%-40%，收纳体积缩小60%以上。
航天机电：柔性太阳翼系统集成头部厂商，扛鼎国家级重大工程“天问二号”圆形柔性线路板式太阳翼研制任务，代表国内柔性太阳翼系统设计与集成的顶尖水准。
航天环宇：太阳翼整体解决方案龙头，建成智能化生产线，具备千套级产能，柔性太阳翼结构件与集成能力突出。
中电科18所：作为太阳翼及空间电源系统的重要技术牵头单位，国家重点项目核心供应商，从“实践1号”到“问天实验舱”持续突破，在问天实验舱中，18所研发的新一代柔性太阳翼成为技术亮点。
航天科技五院501所：国内最大太阳翼供应商，年产能规划1400套，适配“乐高式”拼装，满足商业星座大规模部署需求。
德华芯片：全柔性卷迭式太阳翼技术领先者，具备“外延材料-芯片-空间能源系统”全产业链自主可控。2025年成功将全球首套全柔性卷迭式太阳翼应用于卫星互联网技术试验卫星，并实现在轨验证。
天问二号探测器：圆形柔性太阳翼，是深空探测的能源保障。天问二号探测器为满足在距离太阳约3.75亿千米的主带彗星开展探测的供电需求，研发配置了圆形柔性太阳翼。采用抗辐射材料与技术，有效抵御深空高能粒子辐射，保障太阳翼长期稳定运行。
低轨：柔性太阳翼已成主流且占比持续攀升。柔性太阳翼可实现十几颗甚至几十颗卫星层层堆叠发射，成为低轨商业卫星发射的重要方式。
深空：柔性太阳翼应用占比快速提升。柔性太阳翼展开面积大、功率重量比高的优势突出。目前柔性太阳翼正逐渐成为深空探测主流形式。
国家航天局发布的“天问二号”探测器在轨飞行正常圆形柔性太阳翼展开图片：
整体来看，马斯克的太空算力计划本质上是将数据中心从地面迁移至太空，通过“天感天算”模式实现算力范式的革命性升级。在全球AI数据中心算力紧缺和中美商业航天竞速背景下，太空光伏凭借持续续稳定的能源供应和超高的发电效率，有望助力重构算力基础设施范式，开辟商业航天新增长曲线。
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