这一构想的核心是在近地轨道部署百万颗光伏供电的算力卫星，摆脱地面数据中心的能耗、散热与土地约束，而支撑这一计划的基础，是 3 年内建成 200GW 光伏产能，其多数产能专门服务太空场景 。

2 月 2 日，SpaceX 正式完成对人工智能公司 X AI 的收购，合并后的新实体估值达 1.25 万亿美元，此次操作并非单纯扩充 AI 业务版图，而是为马斯克的 “太空算力   光伏供能” 战略补上关键的智能管控短板 。

这一协同效应的核心应用，正是马斯克提出的 “百万颗轨道 AI 数据中心卫星” 计划：传统地面数据中心的能耗成本占运营成本的 30%-40%，且散热受限，而太空数据中心依托太空光伏的 24 小时稳定供能，理论上可将能耗成本降至地面的 1/3 以下。

而要实现这一优势，必须有高效的能源管控系统 ——X AI 的大模型正是这一系统的核心，让每一颗卫星的能源供给与算力需求精准匹配。

太空光伏，Space-Based Solar Power, 简称SBSP。有广义和狭义之分。

（1） 按部署轨道

① 低轨（LEO）：LEO卫星约90分钟绕地球一圈，日照占比超60%；200-2000km的轨道高度，发射成本低，适合分布式太空数据中心，星链卫星采用此方案，单星功率约20kW。

② 中轨（MEO）：2000-36000km，卫星在此轨道上受地球遮挡和大气影响较小，能较稳定地接收太阳光照，相比低轨卫星，MEO卫星的覆盖范围更大，适合为区域性或特定任务的太空设施提供电力支持和区域供电。

③ 地球同步轨道（GEO）：36000km，卫星在此轨道上与地球自转同步，几乎不受地球遮挡，能持续接收太阳光照，是太空光伏的理想环境，可实现近乎连续的电力供应。适合大规模集中供电，但发射成本高、需要大型运载火箭和复杂的部署技术传输距离远。

（2） 按能量传输

① 微波传输：技术成熟度高，传输效率约50-70%，适合长距离、大功率传输。微波通信的带宽相对较窄，传输速率通常较低，一般在几Gbps以下，难以满足大规模数据传输和高带宽需求的应用场景，且微波频段的资源日益紧张，可用频段有限。

② 激光传输：激光的频率极高，可携带的信息带宽巨大，传输速率可达百Gbps甚至更高；且定向性好、激光通信终端的体积和重量较小，损耗低，但受大气影响大，适合短距离、高精度传输。

（3）按电池技术

① 硅基路线：以硅材料（如单晶硅、多晶硅）为光吸收层，通过硅的半导体特性实现光电转换。常见技术包括传统晶硅电池（如PERC）、异质结电池（HJT）等，利用硅与不同材料（如非晶硅、氧化物）形成的异质结结构提升性能。硅基路线的商业化效率约17%-25%。

② 化合物路线：主要指III-V族化合物半导体电池，如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等。这类材料具有直接带隙、高吸收系数和优异的抗辐射性能，通过多结叠层结构（如三结砷化镓）实现高效光电转换。三结砷化镓等多结电池效率可达30%-35%。

③ 新兴路线：以钙钛矿材料为核心，钙钛矿是一种具有特殊晶体结构的有机-无机杂化材料，可通过调节成分和结构实现可调带隙，与晶硅或其他材料叠层形成高效电池。钙钛矿/晶硅叠层电池效率超34%，理论极限可达43%。

（1）高能量密度与高效发电

太空中的太阳能辐射强度比地面强数倍，且不受大气层削弱、昼夜交替或天气影响，可24小时持续发电。在相同面积下，太空光伏的年发电量可达地面光伏的5-12倍，能量密度实现质的飞跃，能为航天器或太空设施提供更稳定的能源供应。

（2）不受地域和气候限制

地面光伏受地理位置、气候条件（如云层、雨雪）限制，而太空光伏可在地球轨道或深空环境中稳定运行，覆盖地球两极、荒漠等偏远地区，为近地轨道航天器、太空算力中心甚至未来星际基地提供能源支持，突破了地面能源供给的地理边界。

下图：极端的太空环境对光伏电池的应用构成挑战

太空光伏的技术迭代，始终围绕 “效率更高、重量更轻、抗辐射更强、成本更低” 四大核心指标展开。

1、第一代 ：砷化镓（GaAs）--当前霸主

一直以来，以砷化镓为代表的III-V族化合物半导体电池是太空任务的主流方案，也是高轨卫星、深空探测任务的唯一可靠选择，其核心优势，在于对太空极端环境的超强适应性。

知识卡片：什么是III-V族化合物半导体

就是把元素周期表中第ⅢA族（如镓Ga、铟In、铝Al）和第ⅤA族（如砷As、磷P、锑Sb）的元素，按1:1比例化合形成的半导体材料。

像半导体里的“性能尖子生”——比咱们常见的硅基半导体导电速度更快、频率更高，特别适合做高频、高温、大功率的电子器件。比如手机信号收发、5G基站、卫星通信、激光器这些高精尖设备里，都离不开它。

其优势在于：成熟、可复制的高效制造能力与长期可靠性验证体系。

• 高效率：商业化三结电池效率可达28%-32%，实验室效率超过45% 。

•  抗辐射性：III-V族材料具有天然的抗位移损伤能力，在长期轨道任务中衰减极小。

• 高温性能：具备极低的温度系数（-0.12%/°C），在光照侧高温下仍能保持高输出 。

然而，GaAs电池的致命弱点在于成本与产能。

一是，材料成本极高，约为晶硅电池的 100 倍以上，量产成本达 20-30 万元 /㎡，单瓦成本约 60-70 美元 —— 这意味着，一颗高轨卫星的砷化镓电池成本，就可能达到数百万美元。另外，其制造依赖于昂贵的锗（Ge）衬底和复杂的金属有机化学气相沉积（MOCVD）外延生长工艺。目前GaAs电池的成本约为50-100美元/瓦。

二是，资源约束，镓元素的全球储量仅 23-28 万吨，中国占比超 70%，且全球年产能仅为兆瓦（MW）级别，完全无法支撑马斯克每年GW级的需求 。另外，中国已对镓、锗相关物项实施出口管制，这进一步推高了全球供应链的成本与风险 。

也正因此，砷化镓电池当前仅垄断高价值场景：高轨通信卫星、深空探测器、军事航天任务等 —— 比如中国的北斗三号卫星、NASA 的火星探测器，均采用这类电池。但随着低轨星座的规模化部署，其高成本已成为不可忽视的瓶颈 。

2、 第二代：异质结（HJT）--下一代太空晶硅迭代路径

异质结（Heterojunction with Intrinsic Thin-layer, HJT）技术被认为是目前替代GaAs进入太空的最佳过渡方案，也是马斯克团队考察的重点 。HJT通过在N型单晶硅片两侧沉积本征非晶硅薄膜和掺杂非晶硅薄膜，结合了晶硅的稳定性和薄膜技术的优势。

知识卡片：什么是N型和P型电池

（1）优势解析

①高双面率与反照率利用：HJT电池天然具备对称结构，双面率高达85%-95% 。在近地轨道，卫星不仅接收太阳直射光，还接收地球反射的太阳光。地球的平均反照率约为30%，这意味着HJT电池的背面能贡献显著的额外功率，这一特性在密集部署的星座网络中尤为重要，因为卫星姿态可能无法始终保持正面完全对准太阳 。

②优异的温度系数：HJT的温度系数约为-0.24%/°C，远优于TOPCon（-0.29%/°C）和PERC（-0.35%/°C） 。在真空环境下，电池片工作温度往往高于地面（可达80°C-100°C），HJT的高温功率输出优势明显。

③ 超薄化与柔性化潜力：HJT采用低温工艺（<200°C），非常适合在超薄硅片（<100μm）上制造。薄硅片不仅降低了发射重量（提高比功率PWR），更重要的是显著提升了抗辐射能力。研究表明，超薄硅片（50μm）能有效减少高能质子在体内的沉积，从而降低位移损伤带来的少子寿命衰减 。东方日升和迈为股份已验证了100μm以下硅片的量产能力，使其具备了柔性卷绕的可能 。

④ 低银耗技术：传统HJT银耗较高，但部分厂商通过推动的铜电镀（和银包铜技术，可大幅降低非贵金属成本，未来在太空大规模应用中更具成本优势 。

（2）HJT的挑战

虽然HJT优于普通晶硅，但硅材料本质上对辐射不如GaAs耐受。为解决此问题，除了减薄硅片外，还需配合抗辐射玻璃盖板。掺铈（Cerium-doped）玻璃能有效吸收紫外线并防止玻璃本身在辐射下褐化（Darkening），这是保障HJT在轨寿命达到10-15年的关键 。

总的来说，HJT优缺点参半，实际产品目前仍处于实验室或验证初期，距离大规模商业化尚有距离。

下表：各电池类型的对比

3、第三代：钙钛矿及叠层--颠覆性的终极太空材料

如果说HJT是下一代的选择，那么钙钛矿（Perovskite Solar Cells, PSCs）叠层电池则是太空光伏的未来圣杯。其理论效率上限与轻量化潜力，是现有技术路线无法比拟的。

（1）什么是钙钛矿：

钙钛矿为一类化合物统称（ABX3），具备组分可调、带隙可调，量产成本低等优势，自结构提出以来实验室级量产效率快速提升，具备充足的光电竞争潜力。

1839年德国矿物学家GustavRose发现了矿物质钛酸钙CaTiO3。后来ABO3型氧化物的简单钙钛矿被广泛研究，于是人们以“perovskite”一词来描述庞大的钙钛矿家族及其衍生化合物。

从技术原理看，钙钛矿电池的吸光层由碘化铅、甲胺碘等钙钛矿结构的材料制成，其理论光电转换效率上限可达 45%—— 这一数值远超砷化镓的 35% 量产效率，甚至接近单结太阳能电池的理论极限（约 33%）的 1.3 倍 。而钙钛矿 / 晶硅叠层电池（如 HJT / 钙钛矿叠层），则能结合两者的优势：顶层钙钛矿吸收短波长光子，底层 HJT 吸收长波长光子，进一步提升效率 —— 目前，这类叠层电池的实验室效率已达 32.38%，量产效率也已突破 25% 。

（2）颠覆性特性：

不过，钙钛矿电池当前仍存在核心瓶颈：其长期稳定性不足，其最大的两个敌人：水气和氧气 —— 在太空的极端温差（-150℃至 150℃）与高真空环境下，钙钛矿晶体易发生降解，目前的实验室样品在轨寿命仅能达到 2-3 年，远低于低轨卫星 5-10 年的设计需求 。目前解决方案包括在电池表面沉积氧化层或使用特殊的下转换发光材料 。

（3）叠层技术（Tandem）：“HJT 钙钛矿”叠层电池--太空光伏的未来终极形态

将钙钛矿作为顶电池，HJT作为底电池构建的叠层电池，理论效率可达43%，目前隆基绿能已实现34.85%的工程效率记录 。

这种组合兼具了HJT的稳定性和钙钛矿的高效性。在有限的卫星表面积上，叠层技术能提供最大的功率密度，是支撑100kW级高功耗算力卫星的理想方案。迈为股份已开发出200MW级的叠层电池整线设备，标志着该技术已具备量产基础 。

4、三种技术路线对比

（1）太空光伏设备

① 迈为股份：光伏HJT（异质结）电池设备龙头，市占率近70%，布局太空光伏。公司在原有丝网印刷设备的基础上，通过自主研发陆续突破了HJT电池核心工艺技术，实现了HJT电池设备的整线供应能力。

② 捷佳伟创：光伏设备龙头，全球极少数具备GW级钙钛矿整线交付能力的设备商。公司实现TOPCon、HJT、XBC、钙钛矿及钙钛矿叠层路线全覆盖，并已具备钙钛矿GW级量产交付能力。

③ 宇晶股份：硬脆材料精密加工设备制企业。布局太空光伏，面向晶硅薄片化及UTG切割。在太空光伏领域，宇晶股份的多线切割机产品在光伏硅片“大尺寸化、薄片化”切割方面具有优势，契合卫星太阳翼对高效光伏组件的需求。

④ 奥特维：提供丝网印刷、PECVD等设备，支持异质结电池生产，契合太空光伏技术路线。串焊机市占率70%，突破柔性组件封装技术，获得多家商业航天企业百台级订单，设备应用于太空光伏产线。

⑤ 晶盛机电：在光伏晶体生长、切片设备领域技术领先，单晶炉、切片机等设备支撑高效硅基太空光伏电池的上游材料制备，锗单晶炉与碳化硅长晶设备国产化率超70%。

（2）太空光伏组件：晶硅/ 钙钛矿

① 钧达股份：国内最早布局太空光伏的企业，聚焦钙钛矿-晶硅叠层技术，地面叠层效率达30%-40%，性能优于传统砷化镓电池。2026年通过港股配售募资4亿港元，计划建成数百兆瓦太空光伏电池产线，技术路线契合太空光伏轻量化、高效率需求

② 东方日升：p型超薄HJT电池龙头。公司p型超薄HJT电池优势突出：厚度仅约50-70μm且仍具备进一步减薄潜力，将能减轻发射载荷、节省燃料，并具备良好柔韧性以适配卷迭式柔性太阳翼，提升卫星空间利用率，同时减少辐射导致的性能衰减。

③ 天合光能：唯一覆盖砷化镓、HJT、钙钛矿三大技术路线的企业，承担国家重点研发项目，钙钛矿叠层电池效率达31.5%，砷化镓三结电池效率达36.2%，与国内卫星客户签订战略合作协议，技术布局全面。

④ 隆基绿能：光伏行业龙头企业，成立国内首个未来能源太空实验室，攻关轻薄化组件（≤200g/㎡），深度参与“逐日工程”，在钙钛矿-晶硅叠层技术方面取得突破，效率达34.85%，技术储备深厚。

⑤ 金晶科技：TCO玻璃龙头，国产化替代先锋，占钙钛矿电池成本约30%，为钙钛矿太空电池提供核心基底材料，市占率近90%，是钙钛矿产业链上游的关键供应商。

⑥ 上海港湾：前瞻布局空间级钙钛矿发电业务，控股子公司建成太空光伏电池及柔性太阳阵总装线，30×30cm钙钛矿组件认证效率18.06%，已在多颗卫星开展在轨试验，推进产业化进程。

（3）太空光伏组件：砷化镓

① 乾照光电：太空砷化镓电池核心供应商。公司研发的砷化镓太阳能电池光电转换效率高于31%，市占率50%-60%，外延片-芯片垂直一体化，量产效率≥29.5%，批量供货星网、千帆等星座，是太空光伏砷化镓技术路线的代表企业。

② 明阳智能：布局砷化镓外延片和钙钛矿电池。公司通过德华芯片布局砷化镓太阳能电池，是国内唯一具备“外延片-芯片-电源系统”整体解决方案。

③三安光电：布局砷化镓电池，切入商业卫星电源领域。公司以化合物半导体新材料所涉及的外延片、芯片为核心主业。公司砷化镓代工业务涉及卫星通信等相关应用。

④ 云南锗业：布局砷化镓晶片（衬底），切入太阳能电池赛道。公司依托子公司云南鑫耀布局砷化镓晶片，其产品可作为衬底运用于多结柔性砷化镓太阳能电池，目前已实现批量化生产并向国内外多家客户供货。

（4）太阳翼/薄膜/线缆等

①华菱线缆：深度布局卫星火箭线缆产品。公司开发了扁平柔性展收电缆，大型卫星双翼线缆价值量约300-400万元，普通低轨小卫星单星线缆价值量约100-200万元。公司线缆产品已应用于“长征”系列运载火箭、“神舟”系列飞船等。

② 泛亚微透：国内少数掌握ePTFE（膨体聚四氟乙烯）膜核心技术的企业布局卫星扁平线缆。扁平线缆在太阳翼中主要用于电池组件与卫星机体之间的电能传输，能适应太阳翼反复折叠和展开的布线需求。

③隆盛科技：卫星柔性太阳翼核心部件供应商，产品覆盖柔性基板、驱动机构，适配低轨卫星星座轻量化、大展开面积需求。

④ 沃格光电：国内唯一实现航天级CPI膜批量交付并在轨应用的企业，全球仅三家具备量产能力，打破日韩垄断，CPI膜是柔性太阳翼核心材料。

⑤ 蓝思科技：公司主业为消费电子精密制造，2026年初进军太空基建市场，布局航天级UTG（超薄玻璃）。

⑥ 瑞华泰：航天用PI/CPI薄膜领域领先企业。PI薄膜能应对太空高低温交替、耐辐照、耐原子氧等问题，提升卫星及飞行器使用寿命，其作为太阳翼关键基底材料，在刚性与柔性太阳翼方案中均为核心配置；

⑦ 沃格光电：CPI薄膜已实现柔性太阳翼在轨应用。目前正与多家头部卫星互联网企业及太阳翼厂商推进送样测试。镀膜技术为公司核心竞争力，公司是国内唯一具备“CPI浆料-制膜-镀膜”全产业链生产能力的企业。