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。

但与此同时，卫星产业正向“工业化流水线模式”转型，传统刚性砷化镓方案正承受该趋势下的成本压力：随着火箭可回收技术逐步趋于成熟，卫星整星成本不断下降，行业已从传统“定制化模式”转向“工业化流水线模式”，成本成为行业的核心考量因素。而传统刚性砷化镓方案受材料、设备和工艺特性限制，成本极高，可达20万元/m²，已无法适配当前的产业发展趋势。

砷化镓路线的技术迭代方向为规模化、柔性化以及生产工艺升级：

规模化量产与设备国产化：国内企业通过布局更大规模产线、生产更大尺寸的6英寸衬底晶圆，摊薄了生产成本；砷化镓核心生产设备MOCVD正逐步实现国产化，可进一步降低设备成本。

柔性化改造与工艺升级：通过替换衬底材料、开发衬底剥离技术，可从多维度降低成本：一方面摊薄发射端成本——柔性砷化镓电池同样可以实现30%的转换效率，还能大幅降低太阳翼的重量与体积，从而摊薄发射成本；另一方面降低材料成本——将价格昂贵的锗衬底替换为砷化镓衬底，再通过衬底剥离技术实现衬底5-6次重复利用，可直接降低衬底材料成本；此外还可通过增加砷化镓电池结数提升发电转换效率，理论上转换效率最高可进一步达到50%。

与此同时，晶硅路线凭借天生的成本优势，成为有极限降本需求的Starlink太阳翼的技术路线选择。

晶硅路线虽存在一定技术瓶颈，但目前已涌现出部分解决方案，有望推动晶硅路线在空间太阳能领域实现产业化：

晶硅路线存在寿命瓶颈：晶硅电池在辐照环境下的衰减幅度明显高于二结和三结砷化镓电池，但如果采用p型晶硅路线，尤其是p型HJT方案，抗辐照性能会相对更强；此外，对硅片进行减薄处理，也能明显降低高能粒子辐照对电池片造成的损伤。

传统地面晶硅太阳能电池为非柔性结构，难以适配行业的柔性化需求，但可通过减薄工艺实现柔性化：将硅片减薄至约50-70μm，即可实现晶硅电池柔性化，目前国内部分企业已具备该产品的小批量生产能力。

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的叠层方案提升发电能力：

钙钛矿理论上可实现更高转换效率，且在抗辐射和柔性化方面具备天然优势：单结钙钛矿电池的稳态转换效率已可达28%；在太空环境中，钙钛矿电池具备一定自修复机制，可减小高能粒子辐照带来的影响；此外，钙钛矿薄膜的低温制备工艺可将电池厚度压缩至微米级，本身即可实现电池柔性化，搭配聚酰亚胺等柔性封装材料，可进一步完成电池的柔性封装。

钙钛矿还可与晶硅结合制备叠层电池，在兼顾轻量化的同时，抵消晶硅电池低转换效率的劣势：钙钛矿和晶硅叠层可分别利用两种技术路线在吸收中短波、长波光方面的优势，最大化提升转化效率，近期已有光伏企业在标准尺寸叠层组件上实现了29.2%的转换效率；与此同时，叠层技术可实现更好的轻量化效果，理论功率重量比可达1.8g/W，明显高于砷化镓的0.6g/W。

但钙钛矿技术仍存在技术瓶颈需要突破：

长周期稳定性与大面积制备问题：目前钙钛矿材料的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；同时钙钛矿材料的小面积制备已相对成熟，但大面积制备仍然存在工艺瓶颈，针对以上问题，需要在材料、制备工艺及生产设备层面做进一步革新。但我们认为这些问题更多属于工程问题而非底层理论问题，有望通过开发更稳定的材料体系、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获得可靠的实际应用数据。

总体而言，结合各技术路线的相对优势，我们认为未来行业需求和技术路线选择有望呈现场景分层：对于高价值的深空任务，多结砷化镓路线的适配性更强；对于低轨星座场景，晶硅尤其是p型HJT路线更适配；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。

       原文标题 : 行业报告| 太空光伏系列报告：成本优先驱动技术迭代 产业化下塑造新机遇