● 本报记者 杨洁

商业航天大幕持续拉开，航天器的“能量心脏”——太空能源系统成为产业链竞争的关键赛道，其中砷化镓（GaAs）太阳能电池凭借卓越性能目前占据市场主流。砷化镓太阳能电池技术在光电转换效率、极端环境适应性上远超传统硅基电池，但也由于材料稀缺、制造工艺复杂而成本高昂。近日，中国证券报记者走进三安光电砷化镓太阳能电池片产线一线，探寻太空能源核心技术的现状与未来。

性能决定主流选择

“砷化镓是第二代半导体的代表，最显著的优势就是电子迁移率高。”三安光电砷化镓事业部总经理、天津三安总经理蔡坤煌向记者解释，砷化镓系列材料的禁带宽度能与太阳光谱高度匹配，且作为直接带隙材料，光子能量可直接激发电子跃迁，能量损耗远低于传统硅基电池。更关键的是，其在高低温交替变更、强辐射的太空极端环境中能稳定运行，效率衰减慢、使用寿命长，成为航天器能源系统的首选。

作为国内较早布局砷化镓多结太阳能电池片研发与生产的企业，三安光电的技术迭代轨迹印证了行业发展方向。2014年，公司正式推出三结锗基刚性砷化镓太阳能电池外延片，转换效率达30%；2015年实现批量供货；2017年转换效率提升至31.5%。“2023年、2025年我们又相继研发出四结、五结刚性电池片，转换效率进一步突破至34.5%。”蔡坤煌坦言，尽管多结技术能持续提升效率，但成本增幅显著，因此三结砷化镓电池片仍是当前行业主流选择。

所谓“多结”，是指砷化镓太阳能电池片通过堆叠不同禁带宽度的半导体材料，可分别吸收太阳光谱中不同波段的光子，实现对太阳能的最大化利用。

成本困局待破

与卓越性能相伴的，是砷化镓电池居高不下的成本。马斯克“星链”项目采用转换效率仅20%左右的晶硅电池片，核心原因就是成本控制。“三结砷化镓太阳能电池片的转换效率普遍超30%，但成本却是晶硅电池的数倍。”蔡坤煌表示。

砷化镓电池片成本高昂的根源，主要集中在原材料与制造工艺两大环节。原材料方面，其生产所需的锗、镓均为稀有元素，储量有限；而砷元素，生产过程及三废处理需严格管控，进一步推高了成本。记者在三安光电产线参观时发现，砷化镓电池片制造流程极为复杂，涵盖数十道工序，不仅需要精确控制长晶环节，还需经过光刻、刻蚀等精密加工步骤。

尽管晶硅电池在太空环境中存在耐温性差、衰减快、寿命短等短板，但马斯克通过可重复火箭技术提高卫星发射频次，尝试弥补这一缺陷。

蔡坤煌表示，航天业界正从全产业链角度系统性考量成本优化。柔性电池技术成为重要突破方向——该技术可大幅减少航天器太阳翼的体积与重量，进而降低发射端成本。

在三安光电产品展台，柔性三结砷化镓电池片“薄如蝉翼”的形态令人印象深刻，据介绍其转换效率已超33%。

事实上，我国在柔性太空光伏领域已实现重大应用。据报道，我国空间站“问天”实验舱搭载了最大面积的柔性太阳翼，两个单翼展开面积超100平方米，搭载十几万片柔性太阳能电池片，单板厚度不足1毫米，这种“羽量级”的设计让巨大的太阳翼能够收放自如，在发射阶段像合拢的“手风琴”一样紧密收缩于舱内，大幅减少空间占用。

除了柔性技术升级，行业也在探索替代路线。其中，钙钛矿电池技术因具备理论效率高、成本低廉的潜力，被寄予厚望，但当前仍需攻克量产稳定性等核心难题。

市场空间广阔

商业航天的蓬勃发展，为太空光伏带来了广阔的市场空间。研究机构QYResearch数据显示，2025年全球航天级太阳能电池市场销售额突破6.05亿美元，预计到2032年将攀升至10.2亿美元，年复合增长率稳定在7.9%。该机构分析指出，全球航天活动日益频繁，人造卫星和航天器的大量发射，将持续为空间用太阳能电池产业注入增长动力。

市场需求的升温，已传导至产业链端。蔡坤煌透露，近期不断有产业链客户前来询问产能。三安光电在砷化镓太阳能电池产能方面，已购置的MOCVD设备超过120台，远超国内外同行，规模成本效应显著。三安光电此前在投资者互动平台也明确表示，公司生产的砷化镓多结太阳能电池已批量应用于商用卫星电源等领域，供应多家国内外客户，且当前国际客户销售额高于国内客户。

即将登陆科创板的电科蓝天，更是该领域的核心供应商之一。其招股书显示，公司拥有高效砷化镓空间太阳电池阵、高效薄膜砷化镓太阳电池等多项核心技术。2024年度，由其配套电源单机或系统的航天器合计144个。根据BryceTech数据，2024年中国共发射卫星、飞船、空间站等航天器285个，按此口径计算，电科蓝天宇航电源产品国内市场覆盖率达50%以上。