>> 華安證券-太空光伏行業(yè)系列報告2：成本優(yōu)先驅(qū)動技術(shù)迭代，產(chǎn)業(yè)化下塑造新機遇-260608
| 上傳日期： |
2026/6/12 |
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| 2021KB |
| 格式： |
pdf 共32頁 |
來源： |
華安證券 |
| 評級： |
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作者： |
張志邦,張欣 |
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砷化鎵電池以更高轉(zhuǎn)換效率和更好的極端環(huán)境適應(yīng)性，成為當前空間太陽能主流技術(shù)路線：當前三結(jié)砷化鎵電池實驗室轉(zhuǎn)換效率已接近40%，量產(chǎn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)換效率已超30%，明顯高于晶硅路線；與此同時，砷化鎵電池耐高溫且耐輻照的特性也使得其更加適合深空環(huán)境。
但與此同時，傳統(tǒng)剛性砷化鎵方案面臨衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)向“工業(yè)化流水線模式”轉(zhuǎn)向下的成本壓力考驗：隨火箭可回收技術(shù)有望成熟及衛(wèi)星整星降本，行業(yè)正從傳統(tǒng)“定制化模式”轉(zhuǎn)向“工業(yè)化流水線模式”，成本成為核心考量因素，但傳統(tǒng)剛性砷化鎵方案基于材料、設(shè)備和工藝等因素，成本極高（高達20萬元/m2），已不適應(yīng)當前產(chǎn)業(yè)趨勢。
砷化鎵路線的技術(shù)迭代：規(guī)?；?、柔性化以及生產(chǎn)工藝升級：
規(guī)?；慨a(chǎn)和設(shè)備國產(chǎn)化：國內(nèi)企業(yè)通過布局更大規(guī)模產(chǎn)線及生產(chǎn)更大尺寸的6英寸襯底晶圓，攤薄生產(chǎn)成本；砷化鎵核心生產(chǎn)設(shè)備MOCVD正逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，可降低設(shè)備成本。
柔性化和工藝升級：通過替換襯底材料和開發(fā)襯底剝離技術(shù)，一方面可攤薄發(fā)射端成本：柔性砷化鎵電池同樣能夠?qū)崿F(xiàn)30%轉(zhuǎn)換效率，但可大幅降低太陽翼重量和體積，從而攤薄發(fā)射成本；另一方面，可降低材料成本：通過將價格昂貴的鍺襯底替換為砷化鎵襯底，以及通過襯底剝離技術(shù)實現(xiàn)5-6次復(fù)用，可降低襯底材料成本；另外還可通過增加砷化鎵電池結(jié)數(shù)提升發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，理論上可進一步實現(xiàn)50%轉(zhuǎn)換效率。
與此同時，晶硅路線基于成本優(yōu)勢，成為有極限降本需求的Starlink的太陽翼方案技術(shù)路線選擇。
晶硅路線存在一定技術(shù)瓶頸，但當前已具備部分解決方案，有望助力晶硅路線在空間太陽能方面的產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)：
晶硅路線存在壽命瓶頸：晶硅電池在輻照下的衰減明顯高于二結(jié)和三結(jié)砷化鎵電池，但與此同時，如果采用p型晶硅路線，尤其是p型HJT方案，抗輻照性能將相對更強；另外，通過將硅片進行減薄，也可明顯降低高能粒子輻照對電池片帶來的損傷。
傳統(tǒng)地面晶硅太陽能電池非柔性，難以適配柔性化需求，但可通過減薄實現(xiàn)柔性：將硅片減薄至約50-70μm，可實現(xiàn)晶硅電池柔性化，目前國內(nèi)部分企業(yè)已具備小批量生產(chǎn)能力。
另外，晶硅技術(shù)在轉(zhuǎn)換效率方面存在劣勢，未來可通過疊加鈣鈦礦，通過疊層方案提升發(fā)電能力：
鈣鈦礦理論上可實現(xiàn)更高效率，且在抗輻射和柔性化方面具備優(yōu)勢：單結(jié)鈣鈦礦電池穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換效率已可達28%；與此同時，鈣鈦礦電池在太空環(huán)境可具備一定自修復(fù)機制，從而可減小高能粒子輻照影響；另外，鈣鈦礦薄膜的低溫制備工藝可使電池厚度薄至微米級，從而實現(xiàn)電池柔性化，搭配聚酰亞胺等柔性封裝材料，可以實現(xiàn)電池柔性封裝。
而鈣鈦礦能夠與晶硅相結(jié)合實現(xiàn)疊層化，從而減小晶硅電池低轉(zhuǎn)換效率的不利影響，并與此同時兼顧輕量化：鈣鈦礦和晶硅相結(jié)合，可以分別利用兩種技術(shù)路線在吸收中短波和長波光方面的優(yōu)勢，從而最大化轉(zhuǎn)化效率，近期已有光伏企業(yè)在標準尺寸疊層組件上實現(xiàn)29.2%的轉(zhuǎn)換效率；與此同時，疊層技術(shù)可實現(xiàn)較好輕量化，理論上功率重量比可達1.8g/W，明顯高于砷化鎵的0.6g/W。
但鈣鈦礦技術(shù)仍有技術(shù)瓶頸需要破除：
長周期穩(wěn)定和大面積制備問題：目前鈣鈦礦材料衰減速度仍顯著高于其他技術(shù)路線，難以在以年為單位的時間維度上穩(wěn)定運行；同時鈣鈦礦材料在小面積制備上已相對成熟，但大面積制備仍然存在工藝瓶頸。針對以上問題需在材料、制備工藝及生產(chǎn)設(shè)備上做進一步革新。但針對以上問題我們認為更多是工程問題而不是理論問題，有望通過開發(fā)更穩(wěn)定材料體系、優(yōu)化工藝技術(shù)等方式逐步解決。
在軌運行數(shù)據(jù)相對缺乏：盡管鈣鈦礦材料在抗高溫、抗輻照等方面存在理論優(yōu)勢，但仍需要通過在軌驗證以獲得可靠數(shù)據(jù)。
總體而言，基于各技術(shù)路線相對優(yōu)勢，我們認為未來行業(yè)需求和技術(shù)路線選擇有望出現(xiàn)場景分層：對于高價值量的深空任務(wù)，可能更適配多結(jié)砷化鎵路線；對于低軌星座場景，可能更適配晶硅尤其是p型HJT路線；而對于未來能耗需求更高的算力星座，鈣鈦礦疊層技術(shù)有望得到廣泛應(yīng)用。
產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司：太空砷化鎵電池：明陽智能、電科藍天、上海港灣、乾照光電、三安光電；p型晶硅電池及鈣鈦礦疊層：主材：東方日升、協(xié)鑫科技、璉升科技、通威股份、晶科能源、天合光能、阿特斯等；輔材：福斯特、鈞達股份、海優(yōu)新材、聚和材料、帝科股份；設(shè)備：邁為股份、奧特維、捷佳偉創(chuàng)、帝爾激光等。
風險提示：下游商業(yè)航天進展不及預(yù)期；公司新產(chǎn)品開發(fā)不及預(yù)期；技術(shù)顛覆風險；競爭格局加劇風險。
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