随着全球算力需求呈指数级增长,太空算力部署已成为必然选择。太空数据中心、AI训练节点等高算力设施对持续稳定能源的需求日益迫切,单个太空算力节点日均能耗可达数十千瓦,推动空间太阳能电站战略布局成为关键。太空光伏作为核心能源解决方案,市场将迎来爆发式增长。据预测,2035年前全球在轨航天器将突破10万颗,商业卫星电源市场规模超千亿元。然而,传统砷化镓电池高昂成本严重制约商业化进程。浙江润海新能源有限公司(以下简称:润海光能)P型异质结技术凭借低成本、高可靠性和可量产优势,成功突破太空环境苛刻要求,正成为各国企业抢占太空光伏资源的关键利器,有望重塑全球太空能源竞争格局,开启太空光伏量产化新纪元。
以P型异质结技术破题航天应用
润海光能深耕异质结(HJT)电池领域,在P型异质结技术研发上积累了坚实的工程基础。
这一选择并非偶然。P型异质结结构在抗辐照损伤机制上具有独特优势:P型硅衬底中的少数载流子(电子)对辐照诱导缺陷的敏感程度相对更低,配合HJT结构固有的本征非晶硅(i-a-Si:H)钝化层,可在高剂量粒子辐照后维持更稳定的表界面钝化质量,为电池效率的辐照保留率提供良好的材料基础。
薄硅片工艺开发:基于太空应用对比功率(W/kg)的极致要求,润海光能技术团队系统攻关50~70μm超薄硅片的异质结制备工艺。针对薄片翘曲控制难、碎片率高等量产痛点,优化了PECVD非晶硅沉积的应力匹配参数,开发细栅电极新设计以降低金属化工序对薄片的机械损伤。测试表明,60μm P型HJT薄片电池在保证高水平光电转换效率的同时,电池片重量降低约55%,且更薄的硅衬底对高能粒子的辐照损伤体积积累更少,进一步提升了器件的抗辐照潜力,为柔性轻量化太空组件的开发奠定了关键工艺基础;

辐照耐受性评估:模拟低轨(LEO)及地球同步轨道(GEO)典型辐照环境,对P型HJT小面积电池进行1MeV电子及质子辐照实验,测试辐照前后关键参数(Voc、Jsc、FF)的衰退规律;
低温循环可靠性验证:针对热循环疲劳问题,优化TCO透明导电氧化物层与金属电极的热膨胀匹配设计,显著改善了极端温变条件下的界面附着力;
轻量化封装探索:结合聚酰亚胺(PI)柔性基底方案,在保证电池机械强度的前提下,将组件面密度压缩至传统刚性封装的40%以下。
初步测试结果表明,润海光能P型HJT电池在1×10¹⁵ cm⁻²电子辐照剂量下,效率保留率达到业内同类硅基技术的优秀水平,展示出进入航天应用的技术可行性。

量产化才是真正的护城河
技术验证只是起点。润海光能始终将量产工艺的可复制性与成本可控性视为太空光伏产业化的核心命题。
依托公司现有的HJT产线基础设施,我们正在系统推进以下量产适配工作:第一,建立针对航天级筛选标准(效率、一致性、辐照余量)的在线分选流程,从地面产线直接导出航天级产品,避免重复投资专用线体;第二,与封装材料、柔性基板供应商协同开发适配航天环境的低温固化封装工艺,打通从电池到组件的一体化供应链;第三,探索电池片单片成本在现有HJT量产基础上进一步摊薄的路径,目标是将太空用硅基HJT电池的成本较现役三五族产品降低一个数量级,真正使商业卫星大规模使用高性能硅基太空电池成为现实。

向更远的轨道出发
下一阶段,润海光能将在现有基础上重点推进三项工作:一是联合高校及第三方机构完成标准辐照测试认证,取得可被航天工程商认可的器件数据;二是与卫星平台商开展小批量搭载验证合作,积累在轨真实工况数据;三是在现有P型HJT架构上探索叠层结构(如硅/钙钛矿或硅/薄膜)的升级路径,为下一代效率天花板做好技术储备。
太空,是光伏技术最极端的试验场,也是最辽阔的市场。润海光能愿以P型异质结技术为支点,与产业伙伴携手,共同书写中国低成本太空光伏的产业化篇章。
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