新能源行业剖析丨行业前瞻洞察系列：太空光伏远期空间巨大，太空数据中心有望推动需求

全球商业航天进入高速发展期，中美引领格局

近年来，随着航天发射技术迭代、产业链成本下降及下游应用场景拓展，全球商业航天行业驶入发展快车道，在轨航天器数量、发射任务频次等核心指标持续攀升，中美两国凭借技术积累与产业布局，共同主导全球商业航天发展格局。从在轨航天器规模来看，全球航天器组网进程明显提速。截至2024年末，全球在轨航天器数量已突破万颗大关，达到11,605颗，形成以低轨通信星座为核心的航天器集群。其中，美国凭借先发优势，在轨航天器数量达8,813颗，占全球总数的76%；中国在轨航天器数量1,094颗，占比9.4%，位列全球第二，且在遥感、导航、通信等多领域实现规模化部署。

从发射任务频次与载荷能力来看，全球航天发射活跃度再创新高。根据BryceTech统计数据，2024年全球运载火箭共计完成259次入轨发射，同比增长17%，发射载荷总质量实现同步攀升。分国家来看，中美两国贡献了全球绝大多数发射任务：美国全年发射154次，发射载荷1,890吨，占全球发射载荷总质量的87%，星链星座的持续组网成为其发射频次与载荷量的核心驱动力；中国全年发射68次，发射载荷182吨，占全球发射载荷总质量的8%，在商业火箭回收、一箭多星等技术领域实现突破，发射效率与载荷能力稳步提升。

中国内地政策加码，商业航天纳入新质生产力核心赛道

从政策导向来看，商业航天的战略地位持续提升。中央政府已将商业航天纳入“新质生产力”范畴。2024-2025年，商业航天连续两年被写入《政府工作报告》。

从专项政策落地来看，行业发展路径进一步清晰。2025年11月，国家航天局印发《国家航天局推进商业航天高质量安全发展行动计划（2025—2027年）》，提出到2027年的五大核心发展目标。

太空光伏相比地面优势明显

太空光伏相比地面光伏优势明显，主要包括：

光照显著增强： 地面光伏接收的是经过大气层过滤的阳光（AM1.5光谱），大气中的臭氧、水蒸气、二氧化碳以及气溶胶（尘埃、云层）会对太阳辐射产生吸收和散射作用，紫外波段和特定红外波段被严重吸收，即使在天气晴朗的正午，光照强度通常仅为1000W/m²左右。太空环境提供的则是全光谱（AM0），包含更丰富的短波高能光子，光照强度高达1360W/m²，比地面高36%。这意味着地面标称1W的光伏电池在太空的实际功率将增至约1.3W。

从间歇性能源变为稳定能源：这是太空光伏相对于地面光伏最核心的优势，解决了可再生能源的“间歇性”痛点。地面光伏受制于昼夜交替，且极度依赖天气状况（阴雨天发电效率骤降），年平均容量因子仅10%-25%，利用小时约900-2000小时。而部署在晨昏轨道的太空光伏，可 24小时持续稳定发电，容量因子和利用小时高达100%和8760小时，是地面的4-10倍。综合考虑实际功率和利用小时增加，同一块光伏电池在太空中的年发电量是地面的5-12倍（即使是普通低地球轨道（LEO），年利用小时也高达5000-6000小时，发电量仍远超地面）。

这同时意味着光伏由间歇性能源变为稳定能源，基本无需像地面光伏那样必须配套昂贵的储能系统来调节电网波动，也不存在消纳问题，并具备替代火电、核电成为基荷电源的能力。随着新能源发电量占比不断提升导致其所需的储能配比和时长不断增加，该优势会不断扩大。

不占用土地资源：地面光伏特别是集中式电站，需要占用大量土地，可能涉及耕地红线或生态敏感区问题，装机规模受限，太空光伏则不存在该问题。

按轨道高度划分，卫星轨道主要分为:1）低地球轨道（LEO，160-2000公里）；2）中地球轨道（MEO，2000-35786公里）和3）地球同步轨道（GEO，35786公里赤道上空）。不同轨道的技术特性决定了其能源需求与光伏适配性的差异，其中低轨卫星凭借低延迟、发射成本低、适配高功耗载荷等核心优势，成为商业航天的绝对主流，我们预计其占全球商业航天卫星总量的比例将超95%，是卫星互联网、太空数据中心等核心场景的主要载体，也因此成为太空光伏的核心需求场景。

随着AI算力需求爆发式增长，我们预计太空数据中心将成为太空光伏长期核心增长点。除发射成本外，太空数据中心相比地面数据中心优势明显：

• 无限且清洁的太阳能：地面太阳能受昼夜交替、天气（阴雨云层）和季节影响，具有间歇性，数据中心必须依赖电网（通常包含化石能源）或昂贵的储能设备来维持24/7运行。而在特定的太空轨道中，卫星可以几乎全天候接收阳光照射，可完全依赖太阳能，实现真正的零碳排放。太空光照时长是地面的数倍，且没有大气层的遮挡和散射，光照强度也远超地面，同一块光伏电池在太空中的年发电量可达地面的5-12倍。

• 可利用极寒真空散热：AI芯片（GPU/TPU）运行时会产生巨大的热量，散热是地面数据中心最大的运营成本之一。地面数据中心通常需要庞大的空调系统和冷却塔，这不仅消耗大量电力（约占总能耗的40%），还消耗大量淡水资源（用于蒸发冷却）。太空背景温度接近绝对零度（约-270°C）。虽然太空中没有空气无法进行风冷（对流），但可以通过辐射散热技术，将热量直接以红外辐射的形式排向深空，不消耗任何水资源，解决了地面数据中心大量耗水的环保问题。理论上，太空数据中心的PUE（能效比）可以接近1.0（即所有能源都用于计算，而非冷却），而地面优秀的数据中心通常在1.2-1.5之间。

• 土地资源与部署灵活性：建设大型数据中心需要占用大量土地，且往往面临居民对噪音和热污染的投诉，选址困难（通常需建在偏远地区，增加网络铺设成本）。太空数据中心不占用地球任何土地资源，且可以像搭积木一样，通过发射新的服务器模块与原有模块对接，灵活扩展算力，不受地理空间限制。

• 物理安全与数据主权：地面数据中心容易受到自然灾害（如地震、洪水）、人为破坏、断电以及地缘不确定性的影响。太空数据中心位于数百公里高的轨道，极难被人为物理入侵或破坏。此外，虽然目前太空法仍适用发射国法律，但未来公海性质的太空数据中心可能成为“数据避风港”，在处理敏感数据时受到的地缘相关干扰可能较少。

• 数据处理快：随着卫星互联网和地球观测技术的发展，太空产生的数据量激增。传统模式下，遥感卫星拍摄的数据必须先通过有限的带宽下传到地面站，再由地面数据中心处理，这导致了巨大的传输延迟和带宽瓶颈。在轨边缘计算则直接在太空中处理数据，仅将关键信息发送回地球。对于军事侦察、灾害预警、自动驾驶（通过星链）等场景，在轨处理能实现毫秒级的决策响应。此外，太空数据中心可以作为卫星互联网（如Starlink）的节点，利用激光通信在真空中传输数据，其速度比光纤在玻璃中传输快约30%-40%。

尽管目前仍受制于高发射成本，但太空数据中心已成为各国未来重点发展方向，随着发射成本快速下降推动其经济性大幅提升，我们预计太空数据中心需求有望爆发式增长。

晨昏轨道为太空数据中心的最优低轨细分轨道，更多轨道场景可打开远期需求天花板

晨昏轨道沿地球昼夜交界线飞行，在600-1400公里最优高度下，可实现全年100%无阴影全光照，无需配置储能设备，且恒定的热环境消除了普通低轨频繁进出阴影的热循环问题，既大幅延长电子元器件寿命，又实现极高的散热效率，完美适配太空数据中心的高功耗、高稳定性供电需求。基于散热限制测算，晨昏轨道上的太空数据中心单星功率最高可达2MW，接近中型地面数据中心规模，对应的单星太空光伏电池需求实现量逐级提升。

太空光伏电池的主要选型指标：以轨道环境适配为核心，兼顾效率与商业化规模化需求

• 光电转换效率：指电池将太空中的太阳光转化为电能的比例，是太空光伏电池的基础核心指标。效率越高，相同功率下所需电池面积越小，可直接缩减太阳翼的尺寸与重量，缩小散热器的面积与重量，大幅降低火箭发射的载荷成本，因此要求高于地面光伏。

• 抗辐照性能：指电池在太空带电粒子轰击下的性能衰减程度，直接决定电池在太空的有效工作寿命。若抗辐照性能不足，电池会提前失效，影响卫星的在轨运行周期。选型要求需根据轨道场景定制，MEO/GEO轨道辐射强度远高于LEO，对应电池抗辐照等级要求更高；LEO轨道虽辐射较弱，但需叠加原子氧、热循环的复合抗损要求。

• 比功率（W/g）：指电池单位重量所能产生的功率，是决定卫星发射成本的核心指标。低轨大型星座单星座超万颗卫星的量级，对光伏电池的比功率要求严苛，轻量化设计是规模化组网的必备条件。选型要求需兼顾高功率加轻量化，目前主流产品比功率需达0.2W/g以上，低轨卫星配套电池要求进一步提升至0.3W/g+。

• 温度系数：指温度变化对电池输出功率的影响程度。卫星在轨道向阳面时，电池板温度可达100℃-120℃，温度升高会导致电池载流子迁移率下降，转换效率与输出功率降低，温度系数绝对值越小，电池在高低温极端环境下的实际发电效率越稳定。选型要求优先选择低温度系数产品，主流太空光伏电池功率温度系数需控制在 -0.2%/℃以内，减少轨道温变对供电稳定性的影响。

• 全维度稳定性：包含热稳定性、真空耐受性、紫外耐受性、机械稳定性等，是电池适应太空极端环境的可靠性底线指标。太空环境会对电池的材料、结构、焊点造成持续损耗，稳定性不足会导致电池片脱层、基板脆化、电路接触不良，引发供电故障。选型要求需通过太空环境模拟测试，满足全轨道周期内材料无明显老化、结构无变形、焊点无开裂的要求。

• 制造成本：此前太空光伏电池以小批量定制为主，成本居高不下；而低轨大型星座超万颗的量级采购需求，推动电池从 “定制化” 向 “标准化、量产化” 转型，制造成本的下降直接决定星座组网的整体成本与商业可行性。选型要求在保障核心性能的基础上，具备规模化量产潜力，降低单位瓦成本，同时兼容卫星光伏电池的集成工艺，减少后续装配成本。

  
  

太空光伏电池主要技术路线

目前应用于太空或处于研发前沿的光伏电池主要分为三大类：III-V族多结砷化镓电池、晶硅电池、钙钛矿电池。

III-V族多结砷化镓电池：性能最优但成本极高

目前航天领域的“黄金标准”，通常由砷化镓（GaAs）、磷化铟镓（InGaP）、锗（Ge）等材料堆叠而成。利用不同材料的带隙匹配太阳光谱的不同波段。顶电池吸收高能光子（蓝/紫）。中电池吸收可见光。底电池吸收红外光。目前主流是三结，正在向四结、五结甚至六结发展。

多结砷化镓电池性能最优：其转换效率极高，商业产品约30%-32%；抗辐射性优异，III-V族材料本身比硅更耐辐射，且可以通过退火修复部分损伤；温度系数低，高温下效率衰减比硅电池小，适合温差大的环境。缺点在于制造工艺（MOCVD）复杂，基底昂贵（通常是锗基底），导致成本极高（超150美元/W）。

多结砷化镓电池比功率中等（约0.5W/g），未来随着IMM （倒置变莫）等技术的普及，可去除厚重的锗衬底，使电池变得极薄、极轻且具有柔性，大幅提升比功率。

晶硅电池：性能较差但成本极低

晶硅电池是第一代太空电池，单p-n结结构，主要吸收可见光和部分近红外光。转换效率约15%-20%，远低于砷化镓电池。抗辐射性差，高能质子和电子容易破坏硅晶格，导致少子寿命下降，电池性能随时间衰减快。硅片较重，导致比功率最低（0.04-0.1W/g）。优势在于依托成熟的地面光伏产业链，成本极低（1-10美元/W）。

钙钛矿电池：比功率优势巨大，叠层后效率接近砷化镓

钙钛矿是一种具有特定晶体结构的新型材料，具有多种优势。其带隙可调，易于制备（溶液法或气相沉积），理论上成本极低（低于1美元/W）；转换效率提升极快，实验室已超25%，接近晶硅，且适合与晶硅做成叠层电池，效率可超30%，接近砷化镓；抗辐射性极强，研究表明其对高能质子的耐受力远超晶硅和砷化镓；极薄且轻，最适合做成柔性，比功率较高（30W/g），远远高于砷化镓和晶硅电池。

钙钛矿劣势在于稳定性差，对水分、氧气、紫外线和高温极其敏感，但太空环境无水分和分子氧，化学稳定性好于地面。同时在太空真空环境下可能发生挥发或分解。但这正好契合低轨卫星寿命短的特点，该场景下的劣势大大减弱。相较于已在太空中使用几十年的砷化镓和晶硅电池，钙钛矿电池目前在太空环境中的验证仍较少。

总而言之，砷化镓电池的效率和性能最好，但成本极高；钙钛矿电池的比功率最高，柔性最好，成本理论上极低，但稳定性有待验证，同时单结钙钛矿效率较低；晶硅电池各项性能均较差，但目前成本最低。

太空晶硅电池技术路线比较

晶硅电池目前主流的三种技术路线分别是HJT、TOPCon和BC，其中HJT是最适合太空的晶硅电池，其优势包括： 

• 温度系数低：太空环境温差极大，向阳面温度可达100°C以上。HJT的温度系数约为-0.26%/°C，优于TOPCon（-0.30%/°C），也优于BC。这意味着在高温环境下，HJT的实际功率输出更高。

• 可超薄片化：HJT是低温工艺（<200°C），非常适合使用超薄硅片。根据东方日升公告，其交付的p型超薄HJT电池厚度约为50-70μm，且仍具备进一步减薄潜力。而TOPCon和TBC为高温工艺，硅片厚度很难低于110μm。这对于太空应用至关重要，因为它可以大幅提高比功率，降低发射成本，并具备做成柔性组件的潜力。

• 高双面率：HJT双面率可达85%以上，略高于TOPCon，明显高于BC，能最有效利用地球反照光。

  
  

LEO卫星短期首选HJT晶硅，钙钛矿为未来首选

根据以上分析，LEO卫星发射成本低，价值低，设计寿命短，环境辐射较弱，最合适低成本电池，目前晶硅电池正逐步取代砷化镓电池，例如Starlink卫星已采用晶硅电池。我们预计在钙钛矿电池在太空环境中获得充分验证前，超薄HJT晶硅电池短期内将成为低轨卫星的首选，在获得充分验证后比功率更高的钙钛矿及钙钛矿晶硅叠层电池很快将取代晶硅电池成为首选，长期来看兼具效率和比功率优势的全钙钛矿叠层电池在技术成熟后有望成为终极选择。

MEO和GEO卫星发射成本高，价值高，寿命长，环境辐射较强，短期内仍将以砷化镓电池为主，钙钛矿电池稳定性取得突破后有望凭借比功率优势逐渐取代砷化镓电池，全钙钛矿叠层电池在技术成熟后有望成为终极选择。

根据谷歌2025年11月发布的论文，目前SpaceX发射LEO卫星的单价为3600美元/公斤，需降至200-300美元/公斤（降幅92%-94%），太空数据中心的经济性才能和美国地面数据中心持平。因此短期内太空数据中心尚不具备经济性。

在卫星发射成本未出现革命性突破的情景下，我们预计2026-2030年全球年均发射卫星数量将在1万颗左右（2025年约4000-5000颗），绝大部分为单星功率较小的低轨通信卫星，平均单星功率约10kw，所需光伏电池总量仅0.1GW，随着发射数量增加和单星功率增加，2030-2035年将增至0.6GW，2035-2040年将增至2.5GW，对目前每年约700GW的光伏材料需求的拉动作用仍极其有限。

但由于太空条件下对光伏电池的性能要求远比地面严苛，需进行各种特殊处理，且技术壁垒高于地面光伏，为保证可靠性，仅有龙头企业会被纳入供应商名单，因此同类型的太空光伏电池单价和单位利润将远高于地面。

我们预计短期内小批量太空晶硅或钙钛矿电池的单价或高达30元人民币/W，是地面光伏约1元人民币/W的30倍，但仍比砷化镓电池低90%以上，单W净利有望高达6元人民币/W，远远高于地面光伏正常情况下的约0.1元人民币/W。

但我们认为，若要大规模放量，商业航天目前降本需求仍十分迫切；同时太空晶硅电池对大部分龙头光伏企业来说并不存在很高的技术壁垒，技术将逐渐扩散，例如starlink目前的晶硅电池供应商主要为中国台湾元晶，其技术落后于中国内地厂商，但仍可满足要求；若电池利润率过高，较大规模的卫星厂商可能选择自制电池，例如马斯克已明确表示SpaceX将自建电池生产线；大规模生产后电池成本也将大幅下降，逐渐接近地面电池成本。

因此我们认为太空光伏电池长期来看存在较大降价压力，长期来看将降至10元人民币/W，若要实现马斯克提出每年发射100GW太空光伏的目标，需进一步降至5元人民币/W，技术领先企业将在这一过程中获取超额利润。

根据以上假设，我们预计2025-2030年太空晶硅和钙钛矿光伏电池年均市场空间达30亿元人民币，约占目前每年地面光伏组件约6000亿元人民币市场空间的0.5%，短期内较为有限，2030-2035年将增至120亿元人民币，2035-2040年将增至250亿元人民币，增速较快。

我们预计2025-2030年太空光伏年均市场净利润达6亿元人民币，2030-2035年将增至12亿元人民币，2035-2040年将增至25亿元人民币，盈利将远好于目前仍陷亏损的光伏电池/组件市场，但整体规模仍有限。

但若可回收火箭等技术发展迅猛推动发射成本急剧下降，导致太空数据中心及太空光伏成本低于地面，届时年发射卫星功率将爆发式增长，马斯克提出的每年发射100GW的目标有望实现。

在该情景下，我们预计太空光伏电池年市场空间/净利润规模将大增至5000/500亿元，将和目前全球光伏组件市场基本持平，发射成本进一步下降后，市场规模还将继续扩大，对光伏电池/组件企业的盈利拉动作用巨大，因此太空光伏的市场规模大小将高度取决于卫星发射成本下降速度。

我们认为受益于太空光伏的企业可分为两类，一类是SpaceX供应商，一类是中国内地卫星企业供应商。

SpaceX目前的发射成本优势巨大，同时美国由于电力短缺、土地稀缺等原因，部署太空数据中心的经济性和必要性都远高于中国，因此我们预计短期内以SpaceX为代表的美国企业将成为太空光伏电池的主要需求方，SpaceX供应商将最为受益。

2026年1月22日在达沃斯论坛上马斯克提出SpaceX和Tesla团队将在美国分别建设100GW光伏制造产能，大约3年左右实现。这意味着SpaceX未来将自产太空光伏电池，因此它的供应商将主要为光伏设备厂商。

我们预计SpaceX将选择HJT和钙钛矿技术路线，由于目前仅有中国设备企业掌握HJT量产技术，因此将成为SpaceX采购HJT电池设备的唯一选择，凭借巨大的成本和交付能力优势，钙钛矿设备也有很大概率选择中国企业，由于超薄电池片切割难度较大，中国超薄硅片切割企业也可能成为其供应商。太空光伏要求严苛，对设备的要求也更高，因此我们预计设备单价有望明显高于地面同类设备。

我们预计短期内中国商业航天的发射规模有限，中国卫星企业自建光伏电池产线的可能性较低，对设备的需求较小，将主要利好电池企业，但受限于发射规模和降本压力，业绩贡献将低于SpaceX。

总体而言，我们认为光伏设备企业尤其是电池设备企业直接受益于SpaceX自建太空光伏产能，是短期内太空光伏的最大受益者。