神舟二十三号任务将在中国空间站首次开展钙钛矿电池的动态服役实验。比传统电池轻一半、成本仅十分之一，还能像薄膜一样弯曲——这项被业界寄予厚望的“下一代光伏技术”，终于迎来了真正的太空大考。

图源：央视新闻

2026年5月25日凌晨，神舟二十三号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱。随飞船上行的，除了备受关注的水稻种子，还有一款被誉为“轻薄柔美”的下一代光伏材料——钙钛矿太阳能电池。据中国科学院空间应用工程与技术中心消息，神舟二十三号将在中国空间站首次开展钙钛矿电池动态服役实验，为未来低轨卫星、深空探测乃至月球基地的能源系统配置提供关键技术储备。

钙钛矿电池：光伏领域的“轻骑兵”

什么是钙钛矿？它并非一种具体的矿物，而是一类具有独特晶体结构的材料——化学式通常为ABX₃，其中A和B是不同尺寸的阳离子，X是卤族阴离子。

与日常生活中接触的干电池或新能源车电池不同，钙钛矿电池属于第三代光伏电池，能够直接吸收光能转化为电能，无需预先充电。它的核心优势可概括为四个字——“轻薄柔美”：

轻：钙钛矿材料具备超高光吸收系数，百纳米级薄膜即可有效吸收大部分可见波段太阳光，厚度相比传统硅电池大幅降低，整体器件厚度可控制在100微米以内。

薄：最新研究中，半透明超薄钙钛矿太阳能电池的钙钛矿层厚度仅10至60纳米——相当于人类头发丝直径的万分之一。

柔：钙钛矿材料可溶液加工，天生适配柔性制备工艺。目前单结柔性钙钛矿太阳能电池的效率已超过20%，是当前最高效的柔性光伏技术之一。

高性价比：与当前航天主流使用的砷化镓电池相比，钙钛矿电池的综合成本仅为前者的十分之一左右，同时可实现约50%的减重。

正因如此，钙钛矿电池被视为未来空间站、深空探测基地的理想能源候选方案。

图源：央视新闻

为什么要送钙钛矿电池“上天”？

尽管优势明显，但钙钛矿电池能否真正“上天”，还得过一关。

空间站外的真实环境中，强辐射、原子氧腐蚀、剧烈温差交变（低地球轨道昼夜温差可达300°C）等极端条件，对任何能源器件都是严峻考验。业内人士指出，过去企业自己将钙钛矿电池送上太空，“绕几圈就回来了”，测试时间短、数据不充分。而此次在空间站开展的动态服役实验，是首次在轨长期暴露测试，实验数据将更加真实、准确。

本次实验携带了单结钙钛矿和钙钛矿基叠层两类太阳能电池材料与器件，将由机械臂安装在空间站外壁，开展为期一年的舱外在轨测试。科研人员将直接获取电池在太空环境下的效率衰减数据，研究其性能变化与失效机制。

中科院上海光学精密机械研究所团队近期已首次系统梳理了钙钛矿光伏器件在太空环境中面临的五类核心失效因素——热循环、质子辐射、原子氧腐蚀、机械振动以及比功率评估，并提出了一整套面向空间应用的稳定性测试与评估新框架，为本次实验提供了重要的技术支撑。

这项技术突破意味着什么？

一旦钙钛矿电池在空间站实验中验证可行，它将为太空能源格局带来深刻变革。

卫星供电体系的重塑。 当前商业航天主要依赖砷化镓电池，虽转换效率高、抗辐射性能好，但成本居高不下。钙钛矿电池凭借“十分之一成本”“50%减重”和“柔性适配”三重优势，有望打破这一格局。中金公司研报认为，钙钛矿-晶硅叠层电池模式短期内是太空应用的主流方向，长期有望加速向独立太空供电场景转化。

低轨星座部署的助推器。 据国际电信联盟数据，全球低轨卫星规划总量已突破10万颗。规模化部署要求能源系统轻量化、低成本、可批量生产，而钙钛矿电池的特性恰好契合商业航天的“批量化、低成本、高适配”核心诉求。

深空探测的能源方案。 从月球基地到深空探测器，传统能源方案在重量和成本上面临诸多限制。钙钛矿电池的超高功质比（柔性钙钛矿的功率重量比可达10 W/g以上，远超砷化镓的0.4~0.5 W/g）使其成为深空任务的有力候选。

我国钙钛矿产业正处于爆发前夜。2025年，钙钛矿产业进入GW级量产元年；国盛证券预计，2030年全球钙钛矿产能有望突破30GW。隆基绿能、协鑫光电、通威股份等龙头企业纷纷布局，其中隆基的晶硅-钙钛矿叠层电池效率已突破35.1%。这些地面效率的持续突破，为钙钛矿“上天”后的性能表现提供了坚实的技术基础。

在国际层面，日本理光集团的钙钛矿太阳能电池也已搭载于JAXA货运飞船HTV-X1，将在太空环境中暴露约两个月以评估发电性能和耐久性。太空光伏领域的技术竞赛已悄然拉开帷幕。

从“上天”到“扎根”

此次空间站实验不仅是一次技术验证，更是一项前沿部署。中国空间站作为国家太空实验室，为钙钛矿电池等新一代能源技术提供了不可替代的验证平台——地面实验室再精密的模拟，也无法完全复现真实太空环境的复杂性与长期效应。

中国科学院空间应用工程与技术中心研究员仓怀兴表示，此次实验将突破高效率、高功质比、低成本柔性空间光伏技术路线，为未来低轨卫星、深空探测、月球基地能源系统配置以及空间原位制造提供关键技术储备。

当神舟二十三号上的机械臂将钙钛矿电池样品安装到舱外的那一刻，一场关于太空能源未来的答卷便已开启。一年后，随着首批数据传回地面，我们将更清晰地知道：这场从地面实验室到太空轨道的能源革命，究竟能走多远。

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