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2026-09-11 10:32
作者|喬鈺傑
編輯|袁斯來
本文2600字,預計閲讀5分鍾
硬氪獲悉,太空光伏電池與覈定材料企業「上海星翼芯能科技有限公司」(以下簡稱「上翼」)近日完成Pre-A輪戰略融資。本輪由鈞達股份、上海未來產業基金、臨港藍灣資本、南潯陸遙、新陽半導體聯合創始人相關產業投資人共同參投,老股東中科神光持續加碼。資金將主要用於技術迭代、空間環境試驗及衞星在軌驗證,加速太空鈣鈦礦光伏電池與太空級CPI柔性封裝襯底材料的商業化落地。
(圖源/企業)
上海星翼芯能科技有限公司成立於2026年1月,核心研發與創始團隊源自中科院上海光機所科研體系,團隊成員覆蓋航天光電材料、鈣鈦礦光電器件、CPI功能薄膜、宇航級可靠性驗證等多個方向,具備從底層材料與器件工藝研發、空間環境適配,到在軌實測驗證及商業航天工程落地的完整能力。
行業預測,到2031年,全球低軌在軌衞星規模有望突破30萬顆。隨着低軌寬帶通信、高分辨率遙感、空間計算平臺等航天器持續批量發射,傳統剛性太陽翼面密度普遍達到20至30千克/千瓦,重量佔整星重量的比例可達35%至40%,正越來越難以適配新一代衞星輕量化、小型化和高載荷比的需求。
在這一背景下,柔性可卷收太陽翼正在快速發展。同等發電面積下,柔性太陽翼的收納體積相比剛性方案可縮減60%以上,能質比也能夠實現大幅提升。
當前,空間光伏技術主要沿兩條路線演進。一條是封裝材料升級路線,即以CPI柔性聚酰亞胺封裝薄膜替代傳統鈰玻璃蓋板。相比玻璃封裝,CPI可進一步減重40%以上,彎曲半徑可做到≤5毫米,能夠顯著降低太陽翼面密度、縮減收納體積,更適合卷收式柔性結構,同時可以兼容鈣鈦礦、晶硅等多種電池技術路線。
上翼SCPI封裝材料(圖源/企業)
另一條則是電池材料迭代路線。鈣鈦礦電池單結理論效率可達33.7%,有望突破傳統硅基電池的效率上限,同時具備較好的弱光響應特性,模組能質比可達到傳統硅基方案的數倍,在輕量化、輕薄化方面具備天然優勢。
上翼輕柔單結鈣鈦礦電池模組(圖源/企業)
上翼則兩條技術路線進一步融合,採用太空級CPI(SCPI)柔性襯底、面向太空進行鈣鈦礦電池研發,構建下一代柔性太陽翼解決方案。
在鈣鈦礦電池端,太空環境面臨熱衝擊、質子輻射、原子氧、真空紫外等極端條件,需要針對材料配方、電池結構和製備工藝進行專門適配。上翼圍繞太空應用進行了鈣鈦礦吸收層組分優化、界面缺陷鈍化、離子遷移抑制等本徵穩定性改造,並將宇航級環境模擬考覈前置到研發階段。模擬數據顯示,產品在-120℃至120℃範圍內完成4000次熱衝擊循環后,電池效率保持率可維持在90%以上。
上翼激光劃線操作檯(圖源/企業)
CPI材料端,上翼是國內為數不多掌握太空級CPI材料技術的企業之一。據公司介紹,其相關技術水平可對標美國同類產品,並已掌握從材料配方到製備的完整工藝流程。相比傳統鈰玻璃封裝體系,上翼的CPI方案可將太陽翼面密度降低40%至55%;在低軌軌道工況下,可幫助單星綜合發射成本下降約15%至20%。
目前,上翼已完成多輪樣品研製及地面空間環境模擬測試,並與鈞達股份的合資公司捷泰航天完成CPI薄膜在軌驗證,相關在軌數據驗證項目已經立項。
今年10月,上翼計劃搭載紫微飛船完成鈣鈦礦柔性光伏太空在軌驗證,進一步覈驗產品在複雜空間環境下的適配性與穩定性。
上翼與鈞達股份的合資公司捷泰航天航天級CPI產線規劃(圖源/企業)
商業化方面,上翼作為上海「星樞計劃」算力星座重要的太空光伏成員單位,目前正持續提升樣品交付能力,面向商業衞星製造商、衞星平臺企業提供標準化柔性光伏組件及一體化太陽翼解決方案,並同步推進全球化佈局。
以下為硬氪與上翼CEO吳正宇交流節選:
硬氪:鈣鈦礦進入太空面臨哪些技術難點?地面階段常見的大面積良率問題,是否也會影響其在太空中的應用?
吳正宇:太空環境和地面環境完全不同。鈣鈦礦在軌運行需要面對熱衝擊、質子輻照、真空紫外、原子氧等多種極端條件,因此真正應用於太空之前,必須先在地面完成空間環境模擬和適配,包括配方優化、電池結構重新設計以及生產工藝調整。
在此基礎上,還需要進一步開展真實的在軌搭載驗證。驗證主要分兩個層面:一是看材料自身能否承受空間環境,二是從工程角度驗證其能否真正進入衞星供電系統,評估實際發電收益和壽命表現。
在太空高温和高電壓條件下,系統更傾向於採用高電壓、低電流的設計思路。為降低串聯電流,我們會主動控制鈣鈦礦電池的面積,避免過大尺寸帶來的電流上升。例如,將電池規格定為5釐米×5釐米,而不是平米級別。這一尺寸選擇使我們能夠採用一些在地面大規模生產中因成本過高而難以承擔的設備與工藝,用以顯著提升良率。此前在商業上不具備性價比的高端製備手段,在太空高價值應用場景下可能反而具備可行性和明顯優勢。
硬氪:將CPI用於鈣鈦礦電池防護時,面臨哪些技術問題?上翼如何解決?
吳正宇:我們是全球範圍內較早探索在CPI柔性襯底上進行鈣鈦礦電池製備與防護開發的企業。之所以選擇這條路線,是因為我們判斷,輕、薄、柔性化、大面積的太陽翼將成為未來太空光伏的重要形態。相較於傳統鋁蜂窩板結構的剛性小型太陽翼,如果未來要進一步擴大太陽翼面積,就必須依賴更加輕量化、可捲曲的電池材料。
CPI本身是一個非常龐大的材料體系,配方組合達到上千種。團隊需要對這些候選材料進行系統篩選和深入研究,甚至進行自主創新,最終找到或者開發出真正適用於空間環境的CPI產品。它需要重點滿足抗紫外輻射、抗原子氧侵蝕、抗質子輻照以及耐熱衝擊等要求。
與此同時,CPI配套的鍍層、膠粘劑、拉伸成膜工藝,以及CPI與鈣鈦礦層之間的界面適配,同樣是關鍵環節。這些問題都需要在工藝開發和實際在軌驗證過程中不斷優化。目前,行業內還沒有形成成熟的CPI基鈣鈦礦電池在軌應用方案,因此我們也需要通過持續的在軌驗證來推動技術迭代。
硬氪:CPI結合鈣鈦礦的在軌驗證節奏是如何規劃的?
吳正宇:我們的策略是「小步快走」,分階段推進。第一期驗證已經於今年5月通過「天眼27號」任務完成,重點考察CPI薄膜單獨處於太空環境中的耐受能力和保護特性。目前,我們已經獲得了長達三個月的穩定數據,並通過公開渠道發佈。這也是我們針對CPI材料空間獨立服役性能開展的一次系統驗證。
第二階段,我們將進一步驗證CPI薄膜對鈣鈦礦吸光層的實際保護效果,相關搭載計劃安排在紫微B300飛船上,目前正在等待發射窗口。
第三階段計劃在年底前開展CPI鈣鈦礦電池與柔性太陽翼整體結構的綜合在軌驗證,逐步實現從材料、器件到系統的全鏈條空間驗證。