卫星太阳翼系列研究（二）

今天主要想聊一聊有巨大预期差的——柔性砷化镓电池

砷化镓——世界上最高效率的太阳能电池材料，这是材料性质所决定的。相较于晶硅和钙钛矿的效率天花板还停留在30%以内，砷化镓电池的实验效率天花板已经达到了48%，量产的效率已经达到了35%以上，远远高于其他技术路线。

如果说，在地面光伏电站极致的效率追求意义并不是很大，而材料和电池的成本才是决定规模化量产和经济效益的关键因素。那么，在太空高辐射等复杂环境下，能做到“效率—寿命—成本的综合性能”，才是当下光伏行业最需要完成的任务。

目前，砷化镓电池是唯一在太空中量产应用，且能够有30%以上转换效率，10年5%的衰减率，兼具效率和稳定性的电池材料，而成本项，成为影响其产业化放量的关键因素之一。

市场上，能够选择的晶硅电池、钙钛矿电池技术路线，亮点之一就是成本是刚性砷化镓电池的1/8/-1/10。除此之外，别无其他长项。所谓的柔性薄膜钙钛矿电池，和超薄晶硅电池，在接下来我要讲的柔性砷化镓电池面前，可谓是被全面碾压的态势。

柔性砷化镓，电池最薄可以做到15μm（仅为头发丝直径的1/6），具备极强的柔性，可完美进行卷曲。相较于晶硅的50μm上下的厚度，可谓是做到了极致的轻、薄、柔，能够打造出适配未来的“柔性太阳能翼” 。

砷化镓电池，相较于其他技术路线，唯一需要攻克的，就是降本。

柔性砷化镓，砷化镓衬底90%可回收再利用，实现镓元素内部循环（国内首家量产该技术），省锗衬底成本，未来降本可至刚性成本的20%（降本80%）。

三安在柔性砷化镓电池上的降本，在国内也是首屈一指，核心是三方面：

1）砷化镓外延片的衬底以前是用锗（350μm的厚度，价格昂贵，且不可回收），三安将其换成了便宜的砷化镓衬底，且能进行90%的回收重复利用（国内首家），衬底占比制造成本40%-50%。能够帮助电池降本40%。

2）柔性砷化镓电池，可以做到15μm的极致厚度，较刚性的厚度50μm以上，能在砷化镓材料上降本至少50%。能够帮助电池降本。

3）砷化镓电池片需求起量，良率提升、物料成本、折旧摊销等费用也可进行压缩降本。

最后，总结一下：

而对于下游客户而言，柔性砷化镓降本80%，基本贴近目前晶硅、钙钛矿成本（不考虑降本情况下）。然而，砷化镓33%以上的转换效率，10年以上的寿命，10%以内的衰减率，都是对其他路线的绝对碾压。

此外，柔性更为轻薄的电池片可以做成卷绕式太阳翼，大幅降低电池载荷重量，对于下游卫星客户而言，也是很大的成本下降空间。

目前，国内+海外基本路线还是砷化镓电池，SpcaeX也在批量用砷化镓电池。对于未来高货值的算力卫星和国内卫星，5年以内大概率还是以砷化镓电池（柔性+刚性）为主，10年内柔性砷化镓电池将成为主流路线。