太空光伏行业系列报告2：成本优先驱动技术迭代，产业化下塑造新机遇

分析师：张志邦 （S0010523120004） 分析师：张欣（S0010526040002） 2026年6月8日 华安证券研究所太空光伏系列报告2：成本优先驱动技术迭代，产业化下塑造新机遇证华安证券研究所华安研究• 拓展投资价值 2n砷化镓电池以更高转换效率和更好的极端环境适应性，成为当前空间太阳能主流技术路线：当前三结砷化镓电池实验室转换效率已接近40%，量产稳定转换效率已超30%，明显高于晶硅路线；与此同时，砷化镓电池耐高温且耐辐照的特性也使得其更加适合深空环境。n但与此同时，传统刚性砷化镓方案面临卫星产业向“工业化流水线模式”转向下的成本压力考验：随火箭可回收技术有望成熟及卫星整星降本，行业正从传统“定制化模式”转向“工业化流水线模式”，成本成为核心考量因素，但传统刚性砷化镓方案基于材料、设备和工艺等因素，成本极高（高达20万元/m2），已不适应当前产业趋势。n砷化镓路线的技术迭代：规模化、柔性化以及生产工艺升级：•规模化量产和设备国产化：国内企业通过布局更大规模产线及生产更大尺寸的6英寸衬底晶圆，摊薄生产成本；砷化镓核心生产设备MOCVD正逐步实现国产化，可降低设备成本。•柔性化和工艺升级：通过替换衬底材料和开发衬底剥离技术，一方面可摊薄发射端成本：柔性砷化镓电池同样能够实现30%转换效率，但可大幅降低太阳翼重量和体积，从而摊薄发射成本；另一方面，可降低材料成本：通过将价格昂贵的锗衬底替换为砷化镓衬底，以及通过衬底剥离技术实现5-6次复用，可降低衬底材料成本；另外还可通过增加砷化镓电池结数提升发电转换效率，理论上可进一步实现50%转换效率。n与此同时，晶硅路线基于成本优势，成为有极限降本需求的Starlink的太阳翼方案技术路线选择。n晶硅路线存在一定技术瓶颈，但当前已具备部分解决方案，有望助力晶硅路线在空间太阳能方面的产业化实现：•晶硅路线存在寿命瓶颈：晶硅电池在辐照下的衰减明显高于二结和三结砷化镓电池，但与此同时，如果采用p型晶硅路线，尤其是p型HJT方案，抗辐照性能将相对更强；另外，通过将硅片进行减薄，也可明显降低高能粒子辐照对电池片带来的损伤。•传统地面晶硅太阳能电池非柔性，难以适配柔性化需求，但可通过减薄实现柔性：将硅片减薄至约50-70μm，可实现晶硅电池柔性化，目前国内部分企业已具备小批量生产能力。摘要敬请参阅末页重要声明及评级说明 华安证券研究所华安研究• 拓展投资价值 3n另外，晶硅技术在转换效率方面存在劣势，未来可通过叠加钙钛矿，通过叠层方案提升发电能力：•钙钛矿理论上可实现更高效率，且在抗辐射和柔性化方面具备优势：单结钙钛矿电池稳态转换效率已可达28%；与此同时，钙钛矿电池在太空环境可具备一定自修复机制，从而可减小高能粒子辐照影响；另外，钙钛矿薄膜的低温制备工艺可使电池厚度薄至微米级，从而实现电池柔性化，搭配聚酰亚胺等柔性封装材料，可以实现电池柔性封装。•而钙钛矿能够与晶硅相结合实现叠层化，从而减小晶硅电池低转换效率的不利影响，并与此同时兼顾轻量化：钙钛矿和晶硅相结合，可以分别利用两种技术路线在吸收中短波和长波光方面的优势，从而最大化转化效率，近期已有光伏企业在标准尺寸叠层组件上实现29.2%的转换效率；与此同时，叠层技术可实现较好轻量化，理论上功率重量比可达1.8g/W，明显高于砷化镓的0.6g/W。n但钙钛矿技术仍有技术瓶颈需要破除：•长周期稳定和大面积制备问题：目前钙钛矿材料衰减速度仍显著高于其他技术路线，难以在以年为单位的时间维度上稳定运行；同时钙钛矿材料在小面积制备上已相对成熟，但大面积制备仍然存在工艺瓶颈。针对以上问题需在材料、制备工艺及生产设备上做进一步革新。但针对以上问题我们认为更多是工程问题而不是理论问题，有望通过开发更稳定材料体系、优化工艺技术等方式逐步解决。•在轨运行数据相对缺乏：尽管钙钛矿材料在抗高温、抗辐照等方面存在理论优势，但仍需要通过在轨验证以获得可靠数据。n总体而言，基于各技术路线相对优势，我们认为未来行业需求和技术路线选择有望出现场景分层：对于高价值量的深空任务，可能更适配多结砷化镓路线；对于低轨星座场景，可能更适配晶硅尤其是p型HJT路线；而对于未来能耗需求更高的算力星座，钙钛矿叠层技术有望得到广泛应用。•产业链相关公司：太空砷化镓电池：明阳智能、电科蓝天、上海港湾、乾照光电、三安光电；p型晶硅电池及钙钛矿叠层：主材：东方日升、协鑫科技、琏升科技、通威股份、晶科能源、天合光能、阿特斯等；辅材：福斯特、钧达股份、海优新材、聚和材料、帝科股份；设备：迈为股份、奥特维、捷佳伟创、帝尔激光等。n风险提示：下游商业航天进展不及预期；公司新产品开发不及预期；技术颠覆风险；竞争格局加剧风险。摘要敬请参阅末页重要声明及评级说明 华安证券研究所华安研究• 拓展投资价值 4目录1基 于 高 效 率 和 可 靠 性 优 势 ， 砷 化 镓 成 为 太 空 主 要 技 术 路 线2降 本 是 主 线 ， 晶 硅 路 线 走 上 舞 台3晶 硅 路 线 的 产 业 化 瓶 颈 和 钙 钛 矿 叠 层 路 线 的 产 业 化 前 景4相 关 公 司 布 局 和 进 展华安证券研究所华安研究• 拓展投资价值 5n20 世纪80年代以前：•航天器主要以硅基太阳能电池作为太阳能帆板上的发电单元，在当时来看，硅基路线工艺成熟、生产成本低，且具备机械强度高等优点，通过工艺技术改进，空间用硅基太阳能电池转换效率可达15%以上。一、基于高效率和可靠性优势，砷化镓成为太空主要技术路线（一）空间太阳能阵列发展历程早期晶硅电池在卫星上的应用资料来源：中国可再生能源学会光伏委员会公众号，华安证券研究所敬请参阅末页重要声明及评级说明 n20 世纪90年代：•随着砷化镓技术走向成熟，基于更高光电转换效率以及耐高温，耐辐照等优势，单结砷化镓电池开始取代硅基电池，成为卫星发电单元的主要技术路线选择。相较于硅基材料，砷化镓材料与太阳光谱匹配程度更高，单结砷化镓电池光电转换效率可达25%。n21 世纪以来：•随着金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）、隧穿结串联等工艺技术的发展和成熟，三结砷化镓太阳能电池开始实现工程化量产和空间应用。三结砷化镓电池具备光电转化效率更高、空间环境适应性更好、且不同子电池层晶格匹配性强等优势。•由三结砷化镓材料制造的太阳能电池阵列逐步开始得到广泛的使用，在此基础上，业内企业开始研制基于柔性薄膜砷化镓技术的柔性太阳能电池阵列。 华安证券研究所华安研究• 拓展投资价值 6n更高转换效率：根据NREL 2025年数据，三结砷化镓电池单结实验室效率已经接近40%，而晶硅电池实验室极限效率仅约27.6%；量产方面，三结砷化镓电池转换效率已经稳定超过30%，明显高于晶硅电池的量产水平。一、基于高效率和可靠性优势，砷化镓成为太空主要技术路线（二）砷化镓技术优势：更高转换效率资料来源：AMG先进材料集团公众号，华安证券研究所敬请参阅末页重要声明及评级说明 华安证券研究所华安研究• 拓展投资价值 7n通过更高发电量可提高比功率，并降低卫星发射成本：•更高的