2026年机械行业：钙钛矿商业化进程加速，开启太空光伏星际算力新纪元

1.为什么发展太空光伏？

太空是太阳能发电的重要舞台

太空光伏是指在航天器或卫星上搭载光伏组件，以实现航天器或卫星的供电。 对比地球，太空是更加适配太阳能发电的重要地点，主要原因是：

太空光伏具备得天独厚的环境条件。地球大气层对阳光的削弱作用较强， 大气层中的气体分子（如氮气、氧气等）、水汽、尘埃等会对阳光产生 散射与吸收。在太空，没有了屏障，太阳能电池板能够尽情接收能量， 发电效率大幅提升。据估算，在太空中相同面积的太阳能电池板接收的 光能，相比地球表面某些地区可高出2-3倍之多。

太空具备近乎无尽的光照时间。地球上太阳能发电装置只有白天能够运 行，以地球同步轨道为例，卫星式的太阳能电站运行在此轨道上，其周 期与地球自转周期相同，相对地球位置基本固定，大约99%的时间都沐浴 在阳光之下，几乎不存在光照中断的困扰，对于需要稳定能源的领域， 如数据中心、航天设施等意义非凡。

太阳辐射角度稳定。地球上不同维度上，太阳高度角随着季度和时间变 化无常，单位面积接收的太阳光能量并不稳定，而在太空中，位置设计 合理的情况下，太阳能电池板能够稳定高效地将光子转化为电能。

太空光伏成为各国必争之地

太空光伏利用太空中的光伏电池板收集太阳能，并将 产生的电力通过微波传输回地球的技术。微波传输电 力原理是先通过微波转换器将电能转换成微波，再通 过微波发射天线将微波传输至地面接收站，地面再将 接收到的微波通过转换器将其转换为电能，其理论传 输损耗较低。

各国对于太空光伏发电均十分重视，我国西安电子科 技大学段宝岩院士团队于2023年完成了逐日工程—世 界首个全链路、全系统SSPS地面验证系统。

太空光伏应用领域包括太空太阳能电站和卫星太阳翼

太空光伏应用领域主要为专用发电的太空太阳能电站以及支撑卫星运行的电源系统中的太阳翼。

太空太阳能电站：沈阳航空航天大学杨靖宇研究团队在学术期刊《中国空间科学技术》上披露了其最新研究成果，这项被命名为“SSPSCMCA”（圆柱形模块化空间太阳能电站）的设计，其结构主要包括三部分：太阳能发电装置、能量转换和发射装置、地面接收和转换装置， 其中发电子卫星主要用于太阳能采集，其中光伏电池为关键结构。

卫星太阳翼：卫星平台的电源系统占整个卫星平台成本的22%。电源系统主要包括太阳翼和电源系统集成，太阳能翼按照基板材质可分为刚 性、半钢性和柔性三种，柔性太阳能翼厚度薄、质量小、适合折叠发射的特性是目前卫星互联网星座组网卫星的最优解决方案；电源系统集 成主要为了保证各系统能够有充足的能源、合适的电压正常工作。

2.太空光伏成为钙钛矿商业化的关键应用场景

钙钛矿核心优势为转化效率高、损失低、量产后成本更低

光伏电池从第一代晶硅电池、第二代薄膜电池发展到第三代钙钛矿电池，钙钛矿具备以下优势： 带隙可调，转换效率更高。通过阳离子混合（如FA⁺/Cs⁺共掺杂）调节带隙，理论上可实现单结电池效率达33%（高于晶硅的29.4%）。 光吸收系数更高，损失更低。即使钙钛矿薄膜的厚度仅几百纳米，能有效吸收大量阳光，产生更多的光生电子和空穴。同时，钙钛矿材料的载流 子扩散距离较长，通常可达数微米，远大于薄膜的厚度，保障光生载流子能够在材料中长距离迁移，减少复合损失，并被电极高效收集，进而产 生更高的光生电压和电流。 大规模量产后成本更低。相较于晶硅（>900°C高温提纯）和传统薄膜（复杂真空工艺），钙钛矿可采用低温溶液法（如刮涂、喷墨打印）或近 似的蒸镀工艺制备，这预示着更低的能耗、更简单的设备要求和更低的制造成本。

叠层钙钛矿电池效率提升明显，2T堆叠/4T堆叠结构双线并行

晶硅企业倾向于2T堆叠，钙钛矿企业倾向于4T堆叠。从技术路 线看，单结钙钛矿、晶硅叠层钙钛矿及全钙钛矿叠层三大方向 并行发展。 单结钙钛矿难以与成熟的晶硅技术抗衡，叠层多结电池优 势在于与其它类型电池集成以后可以捕捉和转换更宽光谱 范围的太阳光，提升电池转换效率。2025年，中科院半导 体所游经碧团队研发的单结电池效率达27.2%，同时隆基绿 能晶硅-钙钛矿叠层电池效率达34.85%。 叠层路线包含组件级四端结构（4T叠层）和电池级两端结 构（2T叠层）。从叠层结构来看，4T机械堆叠工艺成熟度 与产线兼容性优势显著，架构灵活且无需考虑电流匹配问 题，更适合纯钙钛矿企业，最有可能率先实现产业化落地； 2T集成一体结构工艺难度更高，但电极材料使用和沉积步 骤更少，理论制造成本更低，且可直接在晶硅产线基础上 扩展，无需大规模改造设备。

钙钛矿电池商业化最大难题为稳定性差+成本高企

钙钛矿电池产业化最大难题为稳定性较差+成本高企，具体如下： 稳定性问题带来的寿命较低：产业化首要障碍，钙钛矿材料在潮湿、高温、 强光、氧气等环境下易发生分解，理论使用寿命仅5-15年，远低于晶硅组 件的25年。 当前综合解决方案包括：①组分工程：引入大尺寸疏水有机阳离子（如FA+、 MA+）优化容忍离子，稳定晶相；使用无机Cs+提升效率。②界面工程：开发 新型传输层材料（如SnO₂、自组装单分子层）和缺陷钝化技术（使用路易 斯碱、碘化钾等），显著减少非辐射复合和降解起点。③封装技术：采用 高性能阻水阻氧胶膜（如丁基胶、原子层沉积氧化物薄膜）进行全方位封 装，是保障组件25年寿命的最后一道屏障。 当前阶段组件户外稳定性进步很大。首次参与德国莱茵TÜ V认证，仁烁光能 0.72m2（1.2m×0.6m） 的商用尺寸组件即全面通过了包括湿热测试、热循 环测试、紫外测试等在内的全序列IEC 61215/61730可靠性认证。随后，该 组件又先后获得美国UL、中国产品质检中心CQC的认证或许可，充分验证该 产品已全面达标国内外销售标准。组件经一年多户外实证结果显示，该工 艺路线下的组件运行稳定无衰减。

3.钙钛矿企业布局情况

钙钛矿产业链

上游：原材料与生产设备—成本与性能的核心支撑。原材料包含核心功能材料与辅助材料，其中TCO导电玻璃、钙钛矿层材料、POE胶膜及丁 基胶等为核心品类，成本占比较高，且对应供应商格局相对集中，是决定电池性能与成本的关键环节。同时，上游还涵盖各类生产设备供应 （包括镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备等），为中游制造提供技术保障。

TCO导电玻璃作为钙钛矿电池的前电极、窗口材料和支撑材料，主要功能为让大部分太阳光进入吸收层，实现光电转换；利用其导电性作为 前电极，收集电池电流；为电池多层膜材料结构提供物理上的机械支撑。钙钛矿电池在封装的要求相比晶硅电池更高，一般采用POE胶膜而 不能采用EVA胶膜，POE胶膜相比EVA胶膜的封装效果和稳定性更好。

镀膜设备主要用于制备电池的各个功能膜层，该方法形成的膜层更加致密，发电效率更高。镀膜设备价值量最高，占据设备投资绝大比例。 百MW级产线中镀膜设备占比50%，生产百MW级钙钛矿需要镀膜设备3台（2台PVD，单价1000万/台；1台PRD，单价2000万/台）。未来镀膜设备 国产化+湿法化为降本主要途径。

涂布设备主要用于制备核心钙钛矿薄膜层，主要以狭缝涂布技术为主，适宜控制钙钛矿层大面积制备时的均匀性，是量产工艺的主要方法。 百MW级产线中涂布设备占比25%，单台价值1000万+，湿法制备需2台，钙钛矿层与钝化层合计超2000万。

激光设备主要用于将整片电池分割为多个子电池的串联结构，可以进一步提升电池性能。百MW级产线中激光设备占比15%，需要3-4台，总价 值量1000-1500万，单台价格250-375万。

封装设备作为隔绝环境侵蚀的核心手段，对保障钙钛矿组件的稳定性至关重要，其中层压封装工艺具有高效、致密的特点。百MW级产线中封 装设备占比10%，单台价值1200万左右，连同后道设备价值量共3000万+。

钙钛矿电池上游材料厂商情况

原材料是钙钛矿电池量产的 基础，其性能与供应直接影 响电池成本与可靠性。原材 料供应商的技术成熟度、产 能节奏，将直接决定钙钛矿 电池的商业化降本与规模落 地速度。

报告节选：

编辑：火腿肠