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尚柔新能源团队两登Nature,加速柔性钙钛矿太空光伏产业化落地

作者:司马错    栏目:新闻    来源:中国经济观察网   发布时间:2026-07-27 12:08   阅读量:16294   

内容摘要:当商业航天从技术验证迈入规模化部署,太空能源正成为制约产业跃升的关键变量。低轨卫星互联网星座批量组网、太空算力中心加速落地,传统电源方案在成本、重量与效能之间的张力日益凸显。在这一背景下,柔性钙钛矿光伏技术正以前所未有的姿态进入行业视野。太...

当商业航天从技术验证迈入规模化部署,太空能源正成为制约产业跃升的关键变量。低轨卫星互联网星座批量组网、太空算力中心加速落地,传统电源方案在成本、重量与效能之间的张力日益凸显。在这一背景下,柔性钙钛矿光伏技术正以前所未有的姿态进入行业视野。

太空光伏,万亿级新赛道的逻辑

低轨卫星星座的规模化部署,正在重塑太空能源市场格局。在国际电信联盟“先占先得”的频轨资源规则驱动下,全球低轨卫星已进入密集发射期,仅SpaceX星链在轨卫星数量即突破万颗。2030至2035年,全球将迎来低轨卫星发射高峰,仅星链、星网、千帆三大星座年发射量就有望突破1.8万颗。与此同时,AI数据中心用电量激增,太空数据中心凭借近乎无限的太阳能供给与被动辐射冷却优势,展现出独特潜力。

市场机构预测,全球太空光伏年新增装机将从2026年的约0.18GW跃升至2035年的超90GW,对应市场空间在2030年有望突破万亿元。然而,太空光伏须承受数百摄氏度极端温差、抵御高能粒子辐照,同时满足轻量化与高可靠性要求。当前市场以砷化镓电池为主,但其每平方米数万元的成本,与万颗级卫星批量组网的降本需求形成尖锐矛盾。

尚柔新能源团队两登Nature,加速柔性钙钛矿太空光伏产业化落地

图1.全球主要低轨通信性质发射计划和低轨卫星光伏市场空间测算表

柔性钙钛矿,下一代太空光伏的核心选择

在众多技术方案中,柔性钙钛矿凭借其与太空应用场景的高度契合,被业内视为破解太空能源瓶颈的关键突破口。

其一,超轻量化与柔性卷展。钙钛矿吸光系数高,仅需亚微米厚度即可实现高效光电转换,大幅降低发射重量,简化展开机构,适配一箭多星与批量部署。

其二,成本优势显著。相较砷化镓每瓦数百元,柔性钙钛矿材料成本更低,主要成本来自航天级封装与抗辐射透明电极,未来若筛选出本征抗辐射配方,封装成本将进一步压缩。

其三,抗辐射性能优于晶硅。晶硅电池在太空高能质子、电子辐照下易产生位移损伤,N型TOPCon电池在轨有效寿命有限。钙钛矿材料晶体结构稳定且具备一定自修复特性,对高能质子、电子辐照的耐受能力明显更强,在长期轨道环境中表现出更高可靠性潜力。

其四,高温工况下效率稳定。太空实际工作温度常超100℃,晶硅电池功率随温度上升显著衰减,而柔性钙钛矿温度系数极低,高温环境中仍能保持稳定输出。

尚柔新能源团队两登Nature,加速柔性钙钛矿太空光伏产业化落地

图2.柔性钙钛矿卫星示意图

尚柔新能源的技术积淀与产业布局

作为国内柔性钙钛矿领域的先行者,尚柔新能源由中国科学院李永舫院士携核心团队创建,深耕超轻质柔性钙钛矿光伏技术十余年。2026年7月,公司科研团队在短短9天内两度登上国际顶级学术期刊《Nature》,展现了强劲的原始创新实力。

7月13日,李永舫院士与孟磊研究员团队在《Nature》发表成果,成功研发钙钛矿-有机叠层太阳能电池,光电转换效率突破28.80%,认证稳态效率达28.04%,刷新世界纪录。团队创新引入光转化添加剂TDB,解决了宽带隙钙钛矿卤素分布不均与光致偏析两大核心难题,叠层电池持续运行625小时仍保留90%初始效率。

7月22日,尚柔首席科学家李耀文教授/陈先凯教授联合东南大学张天恺教授团队再登《Nature》,创新设计D-A-D电子共振分子结构,从根源解决自组装单分子层脱附的行业共性瓶颈。经第三方认证,柔性器件效率达26.64%,大面积模组效率突破23.63%,720次极端冷热循环后效率保留率超98%。

短时间内连续两篇《Nature》,充分彰显了尚柔在柔性钙钛矿赛道顶尖、稳定、持续的原创研发能力,也为公司太空光伏产品的产业化奠定了坚实的技术底座。

依托长期技术积淀,尚柔已建成百兆瓦级柔性钙钛矿量产线与叠层电池中试线,聚焦柔性钙钛矿/有机叠层、柔性钙钛矿/CIGS两端叠层两大核心赛道,搭建全链条技术体系。同步建成AM0级空间环境测试中心与AM1.5级地面光伏测试中心,为太空光伏产品提供从地面效率到空间适应性的全流程验证能力。

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图3.尚柔自建测试中心

展望未来,从地面到星辰大海

此前,尚柔新能源与千亿航天达成战略合作,将共同研制国内首个400平方米卷轴式柔性钙钛矿太阳能帆板。该帆板采用卷轴展开设计,配合专用航天封装工艺,可在数百摄氏度太空温差下稳定运行,为“阿莱耶识”算力卫星提供单星120kW以上发电能力,支撑80kW级星上算力单元持续运行。

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图4.“阿莱耶识”算力星座

从地面实验室到星际轨道,柔性钙钛矿正叩开太空光伏的大门。尚柔新能源,正站在这场能源革命的前沿。

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