叠层技术赋能商业卫星供电,黑晶光电目标实现太空电池成本降至砷化镓的1/10
深圳黑晶光电技术有限公司成立于2019年,是国内较早专注于钙钛矿/晶硅两端叠层(2T)技术研发与制造的企业之一。在推进地面光伏产品开发的同时,黑晶光电将商业卫星供电作为重点拓展方向,通过叠层技术与轻量化设计,为商业航天客户提供兼顾效率、重量和成本的光伏产品方案。
团队方面,黑晶光电核心团队成员均具有新南威尔士大学博士背景,在新型太阳能电池研发与工程化方面拥有相关经验。截至目前,公司累计申请叠层相关专利超过180项,已建立研发、中试与量产协同推进的工作机制。
公开信息显示,黑晶光电已获得同创伟业、捷佳伟创、星河控股及中山投控等机构的投资支持。
从卫星供电降本切入,兼顾地面面积受限场景
黑晶光电关注的核心问题,是如何在有限的面积和重量条件下,提供更具成本竞争力的电力。
在太空应用中,太阳能电池的价值不仅取决于转换效率,还受到重量、展开面积、辐照耐受能力和任务寿命等因素影响。以砷化镓为代表的Ⅲ—Ⅴ族多结电池已有成熟的航天应用基础,但随着小卫星及星座建设对成本和交付效率提出新的要求,空间光伏也需要在可靠性、单位重量输出功率和制造成本之间取得平衡。NASA发布的小型航天器技术报告指出,低成本和提高生产速率已成为小卫星光伏产业的重要需求。
黑晶光电计划优先面向低轨卫星制造商、太阳翼及电源分系统供应商开展产品开发。按照公司的市场判断,潜在需求既来自新增卫星部署,也来自星座后续补网和卫星平台供电能力升级。对于此类客户,新型光伏产品需要解决的并不是单一效率问题,而是在满足具体任务要求的前提下,降低供电系统的重量与成本,并形成稳定的批量供货能力。
地面市场则提供了另一类应用机会。黑晶光电将屋顶、建筑光伏一体化、便携与离网供电、车辆改装等作为重点关注场景。这些场景通常存在安装面积、承重或携带重量方面的限制,公司拟通过更高的单位面积输出功率,提高有限空间内的装机能力。在相同可用面积下,更高功率密度有助于配置更高装机容量;在相同装机容量下,则有机会减少组件所需面积。
以叠层技术提高光谱利用率,推进轻量化与空间验证
黑晶光电围绕钙钛矿/晶硅两端叠层技术开展研发,并面向空间应用推进三结叠层结构。叠层光伏技术通过采用具有不同带隙的光吸收材料,对太阳光谱进行分层、互补利用:上层电池主要吸收高能量光子,下层电池进一步吸收透过的长波段光子,从而降低能量热化损失,提高太阳光谱利用率,实现更高的光电转换效率。
产业政策层面,《"十四五"能源领域科技创新规划》等文件已明确支持钙钛矿/晶硅叠层等先进光伏技术研发应用,并将商业航天大功率能源系统、先进卫星平台及低成本航天技术也被列为重点发展方向,为钙钛矿叠层技术向卫星太阳翼、太空光伏等商业航天场景拓展提供了明确的政策衔接基础。
在研发进展方面,黑晶光电已公开披露面向航天应用的三结叠层电池样品数据。根据公司公布的信息,其16.2cm²钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结叠层电池,经第三方权威机构认证转换效率达到29.67%,单片电池样品重量约0.397克。
可靠性方面,黑晶光电已披露质子辐照、冷热冲击等地面试验的阶段性结果,其他空间环境适应性测试仍在推进。相关试验为空间应用评估提供了数据基础,但不代表已经完成全部任务鉴定或长期在轨验证。
空间光伏产品还需要关注任务结束时的性能,而非仅比较初始效率。轨道环境、运行温度、辐照累积和任务寿命,都会影响最终可用功率。黑晶光电后续将围绕目标客户的具体任务,继续推进组件适配、环境测试与低轨在轨验证。
成本方面,黑晶光电计划利用晶硅产业链基础,结合叠层材料、制造工艺及国产供应链优化,降低太空光伏产品的制造成本。据公司技术团队测算,预估在未来规模化制造条件下,叠层电池产品目标成本有望显著降低,未来可降至传统Ⅲ—Ⅴ族多结砷化镓产品的约1/10。
面向产业客户交付,推进商业化落地
在商业模式上,黑晶光电拟以电池及组件销售为基础,结合定制化联合开发和应用项目合作推进客户导入。
太空业务前期将围绕客户任务需求,开展样品适配、地面验证和搭载测试,在形成性能与可靠性依据后,推进型号导入及后续供货。地面业务则优先推进小型示范电站、便携户外和定制化组件等应用,通过实际项目积累制造一致性、户外运行和客户反馈数据。
按照黑晶光电的业务规划,两类市场承担不同任务:地面业务面向已有的光伏采购需求,争取较早形成产品交付与收入;太空业务则围绕卫星供电需求,通过持续验证争取进入客户供应链。两类业务可以共享部分材料研发、工艺和制造经验。
黑晶光电目前正在推进中山250MW级叠层电池产线建设及调试。目前厂房主体及千级洁净车间已建成,核心设备处于安装调试和工艺验证阶段。按照公司现阶段计划,产线将于2026年底推进调试及试生产,2027年第一季度开展小批量交付,具体节奏取决于设备调试、工艺验证和客户要求。
本轮融资除用于设备投入外,还将用于产线生产运营,保障试生产、小批量交付及后续生产组织所需投入。黑晶光电希望通过生产过程中的持续验证,将研发样品性能转化为稳定的制造能力,并逐步积累良率、成本和交付数据。
对于新型叠层光伏企业,效率提升只是商业化的一部分,长期稳定性、规模制造能力和客户可验证的数据同样重要。黑晶光电下一阶段的重点,是在推进低轨在轨验证的同时,形成可重复的生产工艺、可核算的制造成本和可持续的交付能力,将技术进展转化为客户能够采用的产品。















