太空光伏行业深度报告：轻量柔性引领，面向商业航天的空间能源革命

太空光伏行业深度报告 新兴能源《【国泰海通电新】新能源汽车数据库260621》2026.06.21新兴能源《【国泰海通电新】动力电池数据库260619》2026.06.19新兴能源《继续看好欧洲电新需求》2026.06.14新兴能源《能效国标即将落地，光伏行业迈入高质量竞争新阶段》2026.06.12新兴能源《SNEC展会指明新方向，行业迈入光储融合发展周期》2026.06.07 本报告导读： 人工智能算力需求催生太空数据中心建设，光伏发电确立了不可替代的航天器主能源地位，在发射成本与单星高功耗的双重约束下，太阳翼向轻量化、柔性化重构已成为必然趋势，辅材也将柔性化重构。在电池技术路线的演进上，三结砷化镓经HJT、晶硅/钙钛矿叠层过渡，钙钛矿预计为终局路线。 投资要点： 太空极端环境决定了光伏是航天器现阶段唯一可靠的长期能源方案。能源系统造价占整星约15%，是极具商业价值的核心环节。随着卫星嵌入AI算力等高性能载荷，单星功耗大幅攀升。在运载火箭单位发射成本的严格约束下，传统物理放大太阳翼面积的路径面临经济性瓶颈。为提升系统比功率，推动太阳翼向轻量化、柔性化及高收纳比方向重构，已成为商业航天电源系统迭代的必然趋势，目前国内外均已开展实质性工程验证。 太阳翼形态向柔性化演进，电池电路是太阳翼重要组成，封装辅材是影响柔性化发展的重要因素。传统刚性虽技术成熟，但基板厚重，在“一箭多星”模式下受限于火箭整流罩包络，成为制约单星功率提升的瓶颈。柔性太阳翼采用超薄轻质材料，其质量与体积随面积呈非线性缓慢增长。凭借极高收纳比与高比功率，柔性阵列有效突破运载限制，高度适配低轨星座批量部署需求，是空间电源演进的必然趋势。电池电路组件构成了太阳翼发电核心，CPI膜和UTG玻璃等柔性封装材料更好地适配大功率新一代太阳翼的紧凑收纳需求。电池技术方面，短期内三结砷化镓是主流成熟路线，P型HJT及晶 硅/钙钛矿叠层是重要过渡路线，远期看钙钛矿电池技术是“终极方案”。砷化镓电池性能优异但成本高，正向薄膜柔性化演进；晶硅电池和晶硅/钙钛矿叠层凭低成本与薄片化潜力，成为核心过渡路线；钙钛矿凭高比功率与抗辐射优势预计为远期核心方案。 风险提示：商业航天增量需求落地不及预期的风险；技术演进和产业化落地不及预期的风险；产业链发展趋势变化的风险。 目录 1.算力需求与政策驱动，轨道数据中心带来太空光伏新增量....................31.1.算力需求与低轨组网共振，商业航天扩容驱动太空光伏刚需...........31.2.极端环境确立光伏刚需地位，经济性驱动太阳翼柔性化重构...........62.柔性太阳翼发展趋势清晰，主导电池系统与关键辅材加速迭代.............92.1.太阳翼构型重构：柔性太阳翼有望突破发展瓶颈.............................92.2.电池电路主导核心价值，极端环境驱动封装辅材柔性重构.............113.太空光伏电池演进路线：砷化镓主导，P型HJT与晶硅/钙钛矿叠层过渡，钙钛矿引领远期增量空间..........................................................................143.1.技术演进：从高效砷化镓到高性价比晶硅电池的降本路径.............143.2.重要的中期过渡路径：P型HJT与晶硅-钙钛矿叠层路线...............153.3.钙钛矿：高比功率与抗辐射显著优势，在轨验证稳步推进.............184.CPI与UTG构建新一代柔性封装体系................................................215.风险提示............................................................................................24 1.算力需求与政策驱动，轨道数据中心带来太空光伏新增量 1.1.算力需求与低轨组网共振，商业航天扩容驱动太空光伏刚需 人工智能算力需求加剧地面能源瓶颈，轨道数据中心成为破局新范式。据IEA预测，到2030年，全球数据中心电力需求将达945太瓦时（TWh），大致与目前整个日本的年用电量相当；相比之下，2024年全球数据中心电力需求为415 TWh，约占全球总用电量的1.5%。企业倾向于集中建立数据中心、新一代算力芯 片功率飙升加 剧地面能源紧 缺态势。随着 英伟达Blackwell等架构的问世，新一代AI芯片单机柜功率已攀升至70kW以上，部分场景甚至突破100kW，叠加AI服务器7*24小时运行的特征，大幅推高用电需求。相对于地面算力中心面临的能源瓶颈，太空算力中心具备显著优势。在能源获取端，太空环境中的太阳辐射未受大气层吸收与散射，AM0标准下的辐照强度达1366.1瓦特/平方米，与地球表面常见的AM1.5标准（考虑了穿过1.5个标准大气层厚度的太阳光）形成鲜明对比。同时，低轨环境的光照接收稳定，综合计算，同样面积的光伏板在太空的发电量可达地面的6至10倍，能为高功耗算力提供稳定电源。在热管理端，相较于传统地面数据中心的液冷路线的高额冷却能耗与用水成本，通过开发高效辐射热管理技术，设备热量可通过热辐射向深空排散。 资料来源：英飞凌，新浪科技 资料来源：S&P Global 各国实质性推进轨道算力部署，低轨卫星组网提速。由于低轨空间资源有限，先手发射率先“抢占”有重要的意义。SpaceX已向美国联邦通信委员会提交了高达100万颗卫星的发射申请，根据该提案，SpaceX将在大约 500-2000km高度运行该卫星系统，并采用太阳同步轨道。与此同时，我国也在加速低轨卫星互联网与算力星座的规模化组网布局，目前国内已形成中国星网“国网星座”、上海垣信“千帆星座”以及“鸿鹄星座”等多个万颗级大型星座项目，规划发射数量均已超过1万颗。面对轨道与频谱资源稀缺的客观约束，我国在2025年底进一步向国际电信联盟（ITU）一次性提交了超20万颗的卫星部署计划，全面竞逐低轨空间资源。而在供给侧，以商业航天公司为代表的运载技术不断突破，极大降低了入轨成本与门槛，使得极高频次、超大规模的星座部署成为可能。据行业预测，到2030年低轨道活跃卫星数量将呈指数级攀升。这种高密度的组网节奏，正将卫星制造推向工业化量产阶段，而为每一颗卫星提供长期动力的太阳翼能源系统，已然成为商业航天加速落地的核心交付瓶颈。 资料来源：Satellitemap.space 太空算力工程化实现存在诸多挑战，在轨工程实验稳步推进。将高性能计算节点规模化部署于低地球轨道，必须跨越严苛的空间工程约束，在轨运行太空算力基础设施面临许多挑战，仍在早期探索阶段。当前，关于太空算力的工程化实验正在稳步推进。据业内知名公司Starcloud披露，该公司已经实现人类首次在太空中训练大语言模型的尝试，该公司于2025年11月发射一颗搭载英伟达H100图形处理单元的卫星。据公司透露，这颗卫星目前正在轨道上运行基于谷歌开源模型Gemma的应用。作为英伟达加速计划成员，以及YC和谷歌云孵化器项目，Starcloud计划建造一座基于太阳能面板的5吉瓦轨道数据中心，公司的目标是实现轨道数据中心能源成本比地面数据中心低10倍。通过Starcloud-1在轨运行，旨在验证构建太空数据中心的可行性，特别是那些需要大型计算集群的模型。国内方面，根据工业和信息化部信息通信发展司副司长赵策的介绍，近年来，我国逐步开展太空算力组网建设和先导验证，加速星载智算芯片和星间激光通信等技术攻关，多项星座组网计划有序开展，试验星在轨验证，大模型在轨部署 稳步推进，“产学研”深化合作，产业生态逐步构建。 资料来源：Starcloud,财联社 商业航天已步入国家战略支持期，行业高速增长、规模扩容可期。近年来，商业航天迎来国家产业政策密集支持。2024年商业航天首次被写入政府工作报告；2025年政府工作报告提出“推动商业航天、低空经济、深海科技等新兴产业安全健康发展”；同年，国家航天局正式设立商业航天司，实现发射审批、频轨资源、安全监管一体化统筹管理。“十五五”规划纲要中，“航天强国”作为新增“强国”目标首次写入国家五年规划。在宏观规划推进的同时，政策引导正精准下沉至空间能源的制造与验证环节。2025年11月工信部办公厅发布的《关于进一步加快制造业中试平台体系化布局和高水平建设的通知》聚焦钙钛矿光伏电池、叠层光伏电池等先进光伏技术，开展共性关键技术攻关、测试验证评价。2025年9月国家能源局等部门发布的《关于推进能源装备高质量发展的指导意见》明确突破高效晶硅-钙钛矿叠层及异质结、背接触等光伏组件技术。在政策的大力支持下，中国商业航天行业增长可期。根据中国电子信息产业发展研究院最新发布的《我国商业航天高质量发展趋势研究》预计，“十五五”期间，我国商业航天核心产业规模年均复合增长率将达到11%左右，2030年商业航天核心产业规模预计达到1.67万亿元。 1.2.极端环境确立光伏刚需地位，经济性驱动太阳翼柔性化重构 太空极端环境决定了光伏发电现阶段不可替代性，能源系统已成为卫星制造中极具价值的核心环节。航天器在轨运行面临极度严苛的物理条件，根据Boonmongkolras等人发表于Advanced Functional Materials上一篇文章“Challenges and Advances of Photovoltaic Power and Rechargeable BatterySystems for Space Applications”的归纳，在太空中工作的能源系统需长期承受高真空、剧烈的温度循环、高能带电粒子辐射、原子氧侵蚀以及微流星体撞击等多重空间环境应力的考验。在这种复杂的背景下，兼顾能源系统的在轨长时可持续运行，可供选择的能源极为有限。传统的化学电池受限于物理能量密度上限，无法实现自主的电量补充；核电源系统虽然具备持续供电能力，但整体造价极其高昂，且面临复杂的审批流程等因素限制，现阶段难以匹配商业航天追求低成本与批量化部署的诉求。相比之下，光伏发电系统配合一定容量的储能电池，能够直接将空间中丰富的太阳辐射持续转换为电能。从工程化实践的角度，光伏已成为维持航天器长期在轨运行唯一可行且可靠的能源供给方案。能源系统也已成为卫星制造中极具价值的核心环节。能源模块主要包括星内的电源控制器和蓄电池组、星外的太阳电池阵。能源模块的重量一般占到整星30％左右、造价占整星15％。 在巨型星座批量制造、整星造价大幅压缩的趋势下，为卫星提供长期动力的太阳翼及配套能源系统，已然成为商业航天产业链中的重要影响因素及价值量极高的核心交付环节。综上所述，我们认为：在商业航天产业链近期迎来产业+政策双重催化的背景下，作为重要价值环节的能源系统有望进一步放量。 资料来源：你好太空 资料来源：Advanced Functional M aterials 算力载荷叠加推高卫星功耗，发射经济性倒逼太阳翼向轻量柔性化重构。伴随着太空数据中心的概念逐步走向现实，卫星所承担的功能不再仅是单一通讯工具，更是具备高性能、高能效的AI推理、图像感知及加速数据处理能力的在轨边缘计算中心，支持AI等高性能计算需求，算力设施的嵌入对能源系统的功率提出了指数级升高的需求，为满足急剧攀升的功率需求，传统设计高度依赖物理放大太阳翼尺寸，此路线不可避免地造成重量的增长，进而对经济性形成一定掣肘。以Starlink为例，随着单星通信容量的显著上升，单星重量已由V1.5版本的约295kg大幅攀升至V3.0版本的约1.8吨。一般来说，能源模块的重量一般占到整星30％左右，能源模块重量成为单星重量增长的重要组成部分。同时，火箭发射成本仍处于较高水平，重量直接影响卫星发射的经济性。根据公开信息梳理，目前国内主流商业发射报价集中于每公斤5-10万