◎記者 王玉晴
1月7日，晶科能源宣布，與人工智能+機(jī)器人賦能研發(fā)創(chuàng)新的平臺(tái)型企業(yè)晶泰科技簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將共同成立合資公司，推進(jìn)基于AI技術(shù)的高通量鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池合作研發(fā)。晶科能源預(yù)計(jì)，鈣鈦礦疊層電池有望在未來(lái)三年左右邁向規(guī)模化量產(chǎn)，并提到鈣鈦礦疊層電池“可顯著縮減衛(wèi)星太陽(yáng)能翼展開面積”“是太空光伏中長(zhǎng)期的最優(yōu)解”。
同日，上海證券報(bào)記者從仁爍光能、協(xié)鑫光電、纖納光電等頭部“光伏新勢(shì)力”企業(yè)（即專注做鈣鈦礦光伏的創(chuàng)業(yè)公司）了解到，鈣鈦礦此前已開啟部分太空實(shí)驗(yàn)，未來(lái)企業(yè)有望進(jìn)一步針對(duì)太空?qǐng)鼍斑M(jìn)行開發(fā)。
鈣鈦礦疊層電池劍指太空光伏
晶科能源介紹，雙方將共建全球首個(gè)“AI決策—機(jī)器人執(zhí)行—數(shù)據(jù)反饋”全閉環(huán)鈣鈦礦-晶硅疊層實(shí)驗(yàn)線，依托晶科能源深厚的光伏研發(fā)積淀與晶泰科技在量子物理算法、AI預(yù)測(cè)模型與大規(guī)模機(jī)器人自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)等前沿領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)攻關(guān)高效率、高穩(wěn)定性的鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池。
“此次合作的深遠(yuǎn)意義在于，它不僅是單一技術(shù)的突破，也預(yù)示著當(dāng)AI與自動(dòng)化機(jī)器人取代傳統(tǒng)‘試錯(cuò)法’時(shí)，整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新速率與邊界將被重新定義。我們能看到的不僅是研發(fā)效率的爬升，也是能源創(chuàng)新范式的根本性變革?！本Э颇茉搭A(yù)計(jì)，鈣鈦礦疊層電池有望在未來(lái)三年左右邁向規(guī)?；慨a(chǎn)。
場(chǎng)景方面，在地面領(lǐng)域，鈣鈦礦/硅疊層組件有望顯著降低度電成本（LCOE），較傳統(tǒng)技術(shù)提升15%左右的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。
更關(guān)鍵的是其太空應(yīng)用潛力。晶科能源方面認(rèn)為，鈣鈦礦疊層電池憑借其“高效率、低成本、輕量化、柔性化”等優(yōu)勢(shì)，相較于其他技術(shù)路線更契合太空光伏需求，是太空光伏中長(zhǎng)期發(fā)展的最優(yōu)解。這種輕量化、高抗輻照特性的能源系統(tǒng)解決方案，可顯著縮減衛(wèi)星太陽(yáng)能翼展開面積，為其他關(guān)鍵器件留出更多載荷空間。
記者注意到，包括晶科能源在內(nèi)，近期光伏上市公司對(duì)太空光伏的關(guān)注度顯著提升，并且均重點(diǎn)提到鈣鈦礦技術(shù)在太空的應(yīng)用前景。晶科能源董事長(zhǎng)李仙德在新年寄語(yǔ)中寫下“未來(lái)，我們Solar All Universe”。天合光能董事長(zhǎng)高紀(jì)凡則寫下“新的一年，天合將加快推進(jìn)鈣鈦礦量產(chǎn)化商業(yè)化進(jìn)程，開啟太空光伏星際算力新紀(jì)元”。鈞達(dá)股份披露與尚翼光電簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，圍繞鈣鈦礦電池技術(shù)在太空能源的應(yīng)用展開合作。
多家企業(yè)探索鈣鈦礦太空應(yīng)用
除成熟的光伏上市公司之外，記者采訪獲悉，光伏新勢(shì)力企業(yè)近年來(lái)也進(jìn)行過(guò)鈣鈦礦太空實(shí)驗(yàn)，只是此前并不廣為人知。多家受訪企業(yè)表示，未來(lái)他們將面向太空應(yīng)用進(jìn)行更多開發(fā)。
仁爍光能董事長(zhǎng)譚海仁對(duì)上海證券報(bào)記者表示，仁爍光能與歐洲宇航局資助的英國(guó)斯旺西大學(xué)實(shí)驗(yàn)室就全鈣鈦礦疊層電池太空應(yīng)用進(jìn)行過(guò)合作實(shí)驗(yàn)，主要測(cè)試鈣鈦礦組件冷熱循環(huán)、耐離子輻照兩方面性能。
相關(guān)成果于2025年7月發(fā)表在“Applied Physics Letters《應(yīng)用物理快報(bào)》”，論文題為“High performance rigid and flexible tandem perovskite photovoltaics under mimic high-altitude platform satellite environments《高性能剛性和柔性全鈣鈦礦疊層光伏在模擬高空平臺(tái)衛(wèi)星環(huán)境中的表現(xiàn)》”。該研究顯示，玻璃基板上的全鈣鈦礦疊層電池和柔性基板上的全鈣鈦礦疊層電池，在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的模擬高空平臺(tái)衛(wèi)星環(huán)境下表現(xiàn)出良好的熱循環(huán)穩(wěn)定性。
“我們計(jì)劃組建比以往更大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開展鈣鈦礦太空應(yīng)用研究?！弊T海仁表示。
纖納光電CEO姚冀眾告訴上海證券報(bào)記者，公司鈣鈦礦產(chǎn)品曾于2020年搭載國(guó)內(nèi)衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
協(xié)鑫光電董事長(zhǎng)范斌對(duì)上海證券報(bào)記者表示，2026年上半年協(xié)鑫光電計(jì)劃與航天研究機(jī)構(gòu)合作，先做一些高空氣球上的實(shí)驗(yàn)。高空氣球會(huì)進(jìn)入大氣稀薄區(qū)域，主要測(cè)試鈣鈦礦的耐輻照性能。
“接下來(lái)的工作就是面向太空應(yīng)用做針對(duì)性開發(fā)，把鈣鈦礦的太空優(yōu)勢(shì)利用起來(lái)?！狈侗蟊硎?，此前太空光伏并未出現(xiàn)大量需求，因此鈣鈦礦行業(yè)主要面向地面應(yīng)用做開發(fā)?，F(xiàn)在面向太空?qǐng)鼍?，在沿用此前技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，額外的研究包括需要采用阻隔輻射的玻璃等。
鈣鈦礦何以成潛在“優(yōu)選”
記者了解到，鈣鈦礦因具備輕、薄、柔、低成本、高效率、耐輻照等特性，被看作太空光伏應(yīng)用的潛力技術(shù)。
多位受訪者提及，衡量太空光伏產(chǎn)品性價(jià)比的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)是功率質(zhì)量比和單瓦成本。其重要性堪比地面光伏的核心指標(biāo)“度電成本”（每度電的成本）。
功率質(zhì)量比，指單位質(zhì)量對(duì)應(yīng)的發(fā)電功率。如果衛(wèi)星要搭載一定功率的光伏，那么從發(fā)射成本考慮，會(huì)希望光伏載荷質(zhì)量越小越好，因此功率質(zhì)量比越高越好。此外，光伏產(chǎn)品本身的造價(jià)也是一大成本，因此單瓦成本是一個(gè)重要考慮因素。
從這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)看，據(jù)前述仁爍光能合作研究論文，鈣鈦礦光伏功率質(zhì)量比最大可達(dá)50W/g，晶硅約0.38W/g，砷化鎵3.8W/g，因此鈣鈦礦理論上具備發(fā)射成本優(yōu)勢(shì)。另?yè)?jù)公開信息，目前砷化鎵薄膜太陽(yáng)能電池是衛(wèi)星光伏的主流，但各方面都比較“完美”的砷化鎵最大的缺點(diǎn)就是昂貴，在商業(yè)航天降成本大趨勢(shì)下，未來(lái)其每瓦成本存在劣勢(shì)，而晶硅和鈣鈦礦便宜得多。因此，鈣鈦礦在兩項(xiàng)指標(biāo)的交集上，具備較大潛力。
“針對(duì)太空光伏這一終極應(yīng)用場(chǎng)景，我們認(rèn)為鈣鈦礦技術(shù)具備高功率質(zhì)量比和可柔性化的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有望在未來(lái)低軌星座能源系統(tǒng)中扮演關(guān)鍵角色?！崩嘞嚓P(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)記者表示。
仰望星空，還要腳踏實(shí)地。鈣鈦礦距離走向太空，還需要一步一個(gè)腳印地去驗(yàn)證。
“鈣鈦礦‘上天’是個(gè)中期甚至中長(zhǎng)期的事情，需要做很多嚴(yán)肅的測(cè)試，希望大家理性看待。”姚冀眾說(shuō)。范斌亦表示，鈣鈦礦太空測(cè)試雖沒有像IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）制定那樣廣為人知的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但需要經(jīng)過(guò)航天系統(tǒng)內(nèi)部的測(cè)試。
利元亨相關(guān)負(fù)責(zé)人從鈣鈦礦制造角度表示，太空環(huán)境對(duì)電池的抗輻射、耐極端溫變及超長(zhǎng)壽命提出了地表應(yīng)用未曾面對(duì)的挑戰(zhàn)。這要求制造裝備必須具備“極限制造”能力——不僅需要極高的工藝一致性與可靠性，也需適應(yīng)太空產(chǎn)品特有的測(cè)試與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)鈣鈦礦電池制備中的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，利元亨已成功開發(fā)激光劃線機(jī)及激光清邊設(shè)備，并完成對(duì)行業(yè)頭部研發(fā)客戶的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證。當(dāng)前階段，公司會(huì)持續(xù)儲(chǔ)備鈣鈦礦相關(guān)工藝技術(shù)，期待與產(chǎn)業(yè)鏈伙伴開展深度協(xié)作，共同推動(dòng)鈣鈦礦太空光伏從科學(xué)設(shè)想走向工程現(xiàn)實(shí)。