太空光伏研究专题：逐梦航天，太空光伏技术与市场前景展望
逐梦航天，太空光伏技术与市场前景展望 行业研究·行业专题太空光伏·价值分析投资评级：优于大市 证券分析师：王蔚祺010-88005313wangweiqi2@guosen.com.cnS0980520080003 证券分析师：袁阳0755-22940078yuanyang2@guosen.com.cnS0980524030002 证券分析师：李恒源021-60875174lihengyuan@guosen.com.cnS0980520080009 投资建议 •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。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。 •极高的可靠性、稳定性与轻量化是对太空光伏电池的核心要求。太空光伏所处环境与地面显著不同，对光伏组件性能要求远超地面应用。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。我们预测未来太空光伏技术路线主要分为三种，现役高价值在轨应用以砷化镓多结为主；晶硅在成本与成熟供应链上具优势、更多用于成本敏感或短寿命任务；钙钛矿（及钙钛矿-晶硅叠层）具备轻量化与效率上限潜力，是远期重要候选。 •我们估算2025年发射入轨卫星对应的砷化镓电池产值超过80亿元，预计未来20年随着全球商业航天的高速发展以及太空算力和太空电站等新技术的创新，砷化镓市场规模将从约13MW增长到接近200MW，行业产值在未来逐步从100亿发展到产业中期的300亿元以及成熟期的接近千亿规模。我们预测HJT和钙钛矿基于太空算力和太空电站的容量需求，在产业中期可能从1GW增长到最乐观情景的每年39GW，市场产值从产业早期的161亿元发展到成熟期的5000亿元以上。 •从市场格局来看，由于国内外低成本运载能力的缺乏，发射成本在未来3-5年无法达到大规模应用太空光伏的阶段，因此电池企业无法通过技术优势在当下建立规模护城河。对于未来的电池市场格局，我们倾向于预期多数参与者可能来自航天体系和电池设备制造商；而非完全延续地面光伏电池行业的传统格局，同时核心辅材的生产制造和关键工艺可能被太空光伏电池企业一体化发展。（相关企业梳理信息详见报告正文） •投资建议：建议关注光伏板块重点设备企业，以及在宇航电源有光伏产品布局的企业，以及光伏头部辅材企业。 •风险提示：航天科技与市场发展不及预期，太空光伏技术研发进展不及预期。 一、太空光伏市场前景分析 太空光伏发展现状与前景综述 •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。 资料来源：地面光伏数据来自CPIA太空光伏展望数据来自钧达股份、Space X，太空光伏未来发展容量和市场规模为国信证券经济研究所预测。注：1GW=1000 MW，*未来的价格数据仅代表非砷化镓的太阳能发电技术路线，假设砷化镓路线价格稳定在700-800元/W。 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。 资料来源：泰伯智库，国信证券经济研究所整理 资料来源：泰伯智库，国信证券经济研究所整理 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。 二、太空光伏行业梳理 太空光伏应用场景与技术路线 钙钛矿及叠层技术（未来趋势之一） 单结钙钛矿及钙钛矿叠层电池是太空光伏潜力技术方向 •太空光伏所处环境与地面显著不同，对光伏组件性能要求远超地面应用。一方面，组件长期暴露于高能粒子辐照如电子/质子与强紫外环境下，器件性能随寿命衰减并引入带电/电弧等风险；另一方面，航天器在日照与地影之间反复切换，组件经历频繁且幅度大的热循环，同时处于高真空条件下，对材料出气、界面粘结与封装稳定性提出更高要求；在近地轨道还需额外考虑原子氧侵蚀与微小碎片冲击等因素。 •极高的可靠性、稳定性与轻量化是对光伏电池的核心要求，钙钛矿及钙钛矿/晶硅叠层电池是太空光伏潜力技术方向。太空光伏技术路线主要分为三种，现役高价值在轨应用以砷化镓多结为主；晶硅在成本与成熟供应链上具优势、更多用于成本敏感或短寿命任务；钙钛矿（及钙钛矿-晶硅叠层）具备轻量化与效率上限潜力，是远期重要候选。砷化镓多结电池 成熟度：高，工程验证充分核心优势：高效率、抗辐照、EOL可预测性强，适合长寿命与高可靠任务存在问题：成本高，约900-1300元/W；全球砷化镓矿产资源与产能有限，难以支撑太空光伏需求 成熟度：地面产业成熟度高 核心优势：制造体系成熟、成本相对可控、供给弹性强，其中HJT是面向轻量化与薄片化的潜在方向之一 存在问题：在单位质量功率、辐照后EOL保持等关键指标上较弱 成熟度：低（处于验证/示范导入阶段） 优势与潜力：薄膜属性→轻量化与柔性化，有望提升阵列能质比W/kg与折叠体积效率，适配大面积展开阵列趋势；带隙可调，转换效率高，与晶硅叠层可提升W/m²上限，在同等面积输出更高功率或减少阵列面积/结构负担；太空高真空、低水氧环境有望弱化钙钛矿对湿度/氧气敏感带来的性能衰减劣势。 存在问题：长期稳定性、环境适应性以及工程化应用存在挑战。 关键门槛：空间工况下的真空/热循环/辐照综合可靠性与封装体系 太空光伏电池各技术路线分析 •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，成本限制其更大规模应用。多节砷化镓电池在AM0条件下实测效率可达30%–40%，同时具备更强的抗辐射/高能粒子能力、更优的温度系数以及良好的柔性/折叠适配性，因而在高可靠卫星与空间站等任务中占据主导；但其核心约束在于制造成本高，对应组件与系统成本显著高于其他路线。 •晶硅HJT与钙钛矿路线分别对应可规模化的工程成熟度与面向太空的轻量化潜力。晶硅HJT虽然AM0效率约20-22%，但工艺体系成熟、稳定性与一致性更易保障，适合作为成本敏感场景的可行替代方案；而钙钛矿叠层电池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。单结钙钛矿电池AM0效率较低，目前仅为18%-20%，同样具有抗辐射和轻量化优势。 •HJT晶硅、钙钛矿及钙钛矿叠层电池被市场视为潜在的下一代技术路线，其中钙钛矿路线实现组件价格与发射
