酷玩试验室原创作品

天外里发一度电，比地球上贵几十倍。

卫星、空间站、将来的天外数据中心，全指着太阳能板活。但几十年来，航天器用的一直是砷化镓电板，性能没得说，即是很贵，人人就那么几家能作念。

5 月 11 日，天舟十号从文昌腾飞。七百多公斤物质塞进货运舱，41 项科学试验随着一皆上了天。干细胞汲引的东谈主工胚胎装上了，要在微重力下望望人命当先几天怎样发育；香港科大作念的温室气体探伤仪也随着上去了，辞别率 100 米，能从天外径直盯住大地上哪个工场在排放。而在这一堆东西内部，还夹着一派不太起眼的样品：一块能弯折、能卷起来的硅太阳电板。

这即是今天的主角，薄到像纸，每平米不到 1 公斤，老本唯有航上帝流砷化镓电板的十分之一。

硅电板，地球上到处都是，光伏产业早就把它卷成了白菜价。但天外一直用不了它。此次奉上去的这片，即是来考证一件事：大地上最低廉的光伏技艺，能不成扛住天外恶劣环境的虐待。

省下来的钱固然紧迫，但这片电板着实盛开的，是一扇对于范畴的门。生意航天正在从少数不菲任务走向万颗卫星在轨、天外算力上线的期间，天外需要的电只会越来越多，用什么给这个期间供电，是一个比省钱大得多的问题。

01: 太阳能和天外，原来即是一双

太阳能电板刚被造出来的时期，没东谈主知谈它该往哪儿用。

1954 年，贝尔试验室作念出了第一块实用的硅太阳能电板，调理服从6%。在那之前，东谈主类折腾了几十年别的材料，服从永久卡在1%支配。硅电板一出来，径直翻了 6 倍，第一次让东谈主以为用阳光发电这事儿可能真是行。

但行归行，在大地上一时半会儿找不到顺应的场景，电网有煤有水，不缺这几瓦。

着实让硅电板阐发我方的，是天外。

1958 年，也即是天外竞赛期间，好意思国辐照了时尚一号，东谈主类第一颗用太阳能供电的卫星。在它之前，卫星全靠自带电板谢世，电量花费就绝对千里默，最多撑几个星期。时尚一号装了太阳能板，传了6 年数据。

从几周至 6 年，太阳能板把卫星从一次性用品造成了能耐久使命的用具，这一下就成了标配。

天外里不成烧煤、不成接电网，太阳是唯独安然的能量着手。卫星通讯靠电，姿态适度靠电，载荷运行靠电，连调养轨谈的推力器都要电。太阳能板即是卫星的命，板子出问题，整颗卫星即是一块不菲的天外垃圾。

不错说，是天外给了太阳能电板第一份认真使命。莫得航天这个甲方，硅电板可能还要在试验室里多蹲好几年。

但这段互助没能抓续下去。

天外环境太恶劣。大地有大气层和地磁场挡着，太阳的高能粒子到不了光伏板名义。天外里没这层保护，高能质子和电子径直轰上来。欧空局作念过测算：一块表露的太阳电板在天外中知道几天，性能退化的进度，特殊于有珍爱的电板在大地用15 年。几天顶 15 年，跟电板自己好不好不高大，隧谈是环境太狠。

还有温度。卫星每 90 分钟绕地球一圈，向阳面飙到零上 120 度，背阴面跌到零下 170 度，一圈即是一次冷热冲击，一年下来几千次。再加上低轨谈上的原子氧腐蚀，硅这种晶体材料扛不住：粒子打坏晶格，温循让材料开裂，弯折径直断掉。

天外需要更抗造的东西，砷化镓就这样接了班。

砷化镓多结电板，服从比硅高一大截，抗辐射智力也强得多。多结结构把不同波长的光分层给与，最上头一层吃蓝光，中间吃绿光，下面吃红光，层层往下接，服从比单结硅电板跳跃十几个百分点。在地球静止轨谈上干 15 年，还能保抓原始性能的88%。

到今天，通讯卫星、玉阙空间站、海外空间站的新式太阳翼、月球和火星探伤器，用的基本都是砷化镓。天外发电这个赛谈，它险些一统江湖。

但砷化镓有个问题：只消主要客户是航天，就注定贵。人人能作念航天级砷化镓电板的厂商一只手数得过来，每一派都按航天要领筛选，产业链窄、产量小，价钱下不来。

贵到什么进度？卫星级天外砷化镓太阳能电板板极其不菲，阛阓价钱频繁高达 20 万至 30 万元东谈主民币 / 日常米。在大地上，工程师为了用得起砷化镓，得先拿透镜把阳光集聚几百倍，打到小小的电板片上才合算。平庸东谈主家屋顶铺光伏板？那是硅的六合，砷化镓连报价的契机都莫得。

而大地硅光伏这二十年发生了什么，无谓多说了。中国把从硅意象电板片再到组件的整条产业链打磨了二十年，光伏组件价钱最低跌到每瓦不到7 毛钱东谈主民币，好多地区发电老本比烧煤还低廉。人人光伏装机里90%以上是晶硅。

归拢个起始启程，天外和大地走上了全都不同的路。天外选了砷化镓，贵但扛得住，归正一颗卫星造价几亿好意思元，电板占总老本比例不高，贵小数忍了。大地选了硅，靠范畴效应把老本杀到极致。

硅上天的智力一直都有，仅仅在严苛轨谈环境下被砷化镓压了几十年。当今，情况驱动不雷同了，要往天上卷了。

02: 把电板折起来

前边说了，硅被天外淘汰有三个原因：辐射扛不住、温循撑不了、弯折径直断。但这三个问题里，脆是最前置的那一个。

硅是晶体，一弯就裂。而天外太阳翼必须折叠收纳，塞进火箭整流罩那点空间里，到了轨谈上再伸开，电板弯不外来，这条路就走欠亨。

中科院上海微系统与信息技艺照拂所的团队花了好几年攻这个问题，尊龙凯时官网进入网页2023 年，后果发在了 Nature 封面上。

想路是很节略的：硅片在制造经过中，名义会留住好多渺小的 V 字型沟槽。这些沟槽肉眼看不见，但迂曲的时期，应力讨论在 V 槽尖角上，裂纹从尖角驱动推广，硅片就断了。团队作念的事情是：把残酷的 V 槽处理成圆滑的 U 槽。

图：微不雅区别

图：宏不雅推崇

尖角变圆角，应力从一个点散播到一段弧面上，峰值应力大幅裁汰，硅片就糟塌易裂了。听着像一谈中学物理题的谜底，但即是这样个编削，上了 Nature 封面。

这个决策巧在哪？不动电板主体结构，不改中枢制造工艺，只处理硅片边际的微不雅花式，编削极小，效果极大。

作念出来的柔性硅电板，调理服从24.5%，和主流刚性硅电板基本抓平。但更特深嗜的是，60 微米厚的柔性硅片和传统 140 微米的刚性硅片对比，在不同入射角下的详尽发电量反而高了17%。更薄、更轻，但发电更多，因为薄片对不同角度的光反映更好。

又薄又低廉还更能发电，这组数据放在光伏行业里属于拿出来能让同业千里默的那种。

老本也随着下来了，硅材料用量大幅减少，坐褥老本裁汰约29%，度电老本裁汰23%到39%。温循测试 120 小时，功率亏空唯有0.32%。

数据如实漂亮。但弯折问题处理了，仅仅过了第一关。

前边说过，硅被天外淘汰不仅仅因为脆，还因为辐射和温循。高能粒子轰击会在硅晶格里打出漏洞，反复冷热冲击会让材料疲困开裂。弯折的问题靠 V 槽变 U 槽处理了，但辐射和温循的问题，试验室只可模拟一部分。着实在轨谈上跑半年、一年之后，服从到底衰减些许、微不雅结构会怎样变，唯有奉上去才知谈。

这即是天舟十号此次搭载的道理。这片柔性硅电板会被装配在中国空间站的材料试验平台上，秉承真实的粒子辐照、紫外辐照、原子氧腐蚀。等样品随飞船复返后，团队把在轨数据和大地数据作念对比，搞明晰衰减机理到底什么样。

论文发了，奖拿了，但天外不认论文，认的是实测数据。此次上天，即是从试验室走向真实环境的那一步。

这一步迈以前了，背面的故事才着实驱动。

03: 天外算力缺的即是电

砷化镓电板贵，但以前航天界忍了，卫星数目少、单颗造价高，电板在总老本里占比不大，贵就贵吧。归正花的也不是我方的钱。

这个逻辑正在被冲突，冲突它的是生意航天的范畴化。

SpaceX 的星链还是卓绝一万颗卫星在轨。中国也在鞭策我方的巨型星座，到 2030 年场地建成卓绝1.3 万颗低轨卫星。亚马逊的 Kuiper、OneWeb，人人低轨互联网星座加起来，将来十年在轨卫星数目可能增长到几万颗。

每一颗都需要太阳电板供电。

以前是给一颗卫星配电板，砷化镓贵小数也就几百万好意思元的事。当今是给上万颗卫星配电板，乘上这个数字，就不是忍一忍能处理的了。

而比卫星星座更刺激的遐想空间，来自天外算力。

数据中心在大地上即是吞电大户，AI 覆按把各地电网吃得够呛。天外的平正是太阳能径直用、不占大地电网资源，但代价是每一瓦电都得靠我方发。这把动力问题推到了极致。

2025 年 11 月，英伟达的 H100 GPU 初次被送入天外，测试轨谈数据中心的可行性。后续经营是 2027 年更大范畴，2030 年代设计是40 兆瓦级，大略特殊于一个微型火力发电厂的功率。要在天外发出这样多电，靠砷化镓的老本和产能，压根撑不住。马斯克本东谈主也力推天外数据中心，他在谈到这一设计时，参考的场景即是拿中国造的太阳能板奉上天外发电。

这个方朝上人人都在动。NASA 研发的可伸开太阳阵列 ROSA，还是用在了海外空间站上；哈勃天外千里镜早年的太阳翼亦然柔性设计，卷起来塞进航天飞机货舱辐照。2026 年 2 月，Rocket Lab 专门推出了面向天外数据中心的先进硅太阳阵列，原理说得很直白：轨谈数据中心的瓶颈即是电力，要因循吉瓦级天外发电，必须用低老本、能工业化范畴坐褥的太阳阵列。他们选的即是硅。

深嗜深嗜不复杂：硅偶而服从最高，但唯有硅的产业链能撑得起这个范畴。

这其实不仅仅太阳电板的事。生意航天举座都在资格归拢个障碍：把航天专用的东西换成民用量产的东西。SpaceX 造星舰，舰体用的是到处都能买到的 304 不锈钢，无谓航天特种合金。卫星上的芯片和传感器，越来越多地用工业级以至消费级器件替代航天专用品，性能不差，价钱低廉几个数目级。太阳电板走的是归拢条路：用大地量产了二十年的硅，替代航天专用的砷化镓。

中国决策的特有之处在于，背后有人人最教训的硅光伏产业链径直撑着，打的即是这张牌。

但冷水也必须泼。

2026 年 4 月的一篇论文算了笔相当细的账：1 兆瓦天外 IT 负载，需要大略5640 日常米光伏面积，光伏储能和散热器总质地约29.4 公斤 / 千瓦。按现时的辐照老本和硬件水平，把通用算力搬上天外皮经济上还差3 到 13 倍。

天外数据中心远远莫得教训。散热、暗影期储能、世界通讯带宽、卫星替换周期，每一项都是独处的工程艰难，电力仅仅其中一环。

但正因为差距大，每一个能压低的门径都愈加重要。天外算力要开发、星座卫星要可抓续运营、深空探伤器要更轻更远，归根结底都绕不开归拢个前提：天外发电的价钱必须降下来。

把大地光伏的范畴化制造智力搬进航天供应链，硅电板通过天外考证，是这一切的第一步。

下一步可能更值得期待。多个试验室在鞭策钙钛矿和硅的叠层太阳电板，钙钛矿吃蓝光，硅吃红光，两层叠在一皆，服从比单层硅跳跃一大截，多个团队还是作念到30%以上。硅基先买通天外之路，叠层阶梯跟上来，天外光伏的天花板还能被大幅拉开。

砷化镓不会马上被赶下桌。深空探伤、高轨通讯这些对服从和可靠性条目极致的场景，短期内它还莫得替代品。

但生意航天的逻辑变了，以前上天的是少数不菲装备，将来是无独有偶台设备要在轨谈上吃电，当范畴上去以后，谁低廉谁上桌。

中国光伏花了二十年，把大地电价打成白菜价。这套交接能不成搬上天，几千颗卫星等着谜底，天外算力等着上电，深空探伤等着轻量化。降老本这件事，从来都不是小事。

天舟十号带上去的那片纸雷同薄的硅电板Z6尊龙凯时世界杯推荐官网，是恢复这一切的第一步。