我们何时能够用上“太空电”

最近，太空光伏引起广泛关注，在太空里利用太阳能发电，让人们对“星辰大海”又多了一份期盼。其实，在太空里发电并非想象，早在上世纪，一些国家就曾在卫星上安装太阳电池，尝试以此发电。

现在，天上的卫星越来越多，对电的需求也越来越大。以前，卫星就像个手电筒，功能简单、耗电少；现在的卫星要搞通信、处理数据，甚至有人想依托卫星在太空建“数据中心”，卫星就变得像大探照灯一样，用电量大大增加。

随着科技的飞速发展，目前在太空发展太阳能，已经形成3条主要技术路线：

一是砷化镓电池路线，最快、最稳，能源转换效率达30%左右。我国在这方面具备完整的产业链，研制的三结砷化镓电池可靠稳定，但缺点是成本太高，比常见于屋顶上的太阳能板贵上千倍。

二是晶硅电池路线，成本低的同时早期转换效率也很低。不过，晶硅异质结技术可将能源转换效率提升至25%—27%，还可以薄片化。目前看来，p型晶硅异质结电池是比较现实的选择。

三是钙钛矿/晶硅异质结叠层电池路线。理论上效率高、重量轻，科学界认为这种方式更具潜力，一些光伏龙头企业也在加紧研发。但钙钛矿电池能不能扛住太空的恶劣环境，还需要打一个问号。太空环境里，温差可达200多摄氏度，还有各种宇宙射线，会给电池带来很大考验。

现在，很多太空用的太阳电池还需“量身定制”，未来批量生产的同时要保证质量稳定，并非易事。

太空光伏不是简单地把电池板送上天，而是让整个太空电站在极端太空环境下长期运行，这就包括发电、储能、输电、在轨运维等环节。太空环境与地面截然不同，面临强烈的紫外线、极端的温度变化、高能粒子辐射、原子氧侵蚀、微陨石撞击等，需要通过严格的地面模拟和长期在轨验证来积累数据。

未来几年，太空光伏领域应该在以下几个方面下功夫：技术上坚持多条腿走路；工程上多测试、多验证，尽可能模拟太空环境、解决相应问题；产业上形成合力。

做科研就像种树，太空光伏这棵树苗才刚刚破土而出，我们要做的，就是给予它时间成长。未来，当我们真正用上“太空电”，夜晚仰望星空，知道那里有我国建设的太空电站在默默工作，该是多么令人自豪的一件事。

（作者为上海交通大学太阳能研究所所长，本报记者黄晓慧采访整理）