来源:市场资讯

(来源:渾水調研)

同行别生气,有些话关起门来总得有人说。说这些不是为了打击谁,是为了这个事业更快更好地发展。

最近钙钛矿火得一塌糊涂。朋友圈、行业群、学术会议,翻来覆去就是那几个关键词:高效率、低成本、柔性、甚至还能“自修复”。动不动就是“颠覆航天光伏”、“替代砷化镓”。

我干了快十年砷化镓,从MOCVD外延跟到电池工艺,再跟到卫星总体配套。说句不客气的话,钙钛矿那点数据,我们私底下也看,也讨论——但更多是摇头。

今天索性把一些关起门来才聊的话,摊开了说。不舒服的地方,您多担待。

实验室里的好故事,不等于航天级产品

每次刷到钙钛矿的推送,我们群里第一反应出奇一致:

“又是漂亮数据,上过天吗?”

不是傲慢。是航天这行的规矩真不一样。

一颗通信卫星,造价少说几个亿。发射、在轨、运营,哪一环出问题都是天文数字。你让我跟总师说:“这个新技术效率很高,就是还没飞过”——他能当场把我轰出去。

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航天选电池,可靠性排第一,效率排第二。这是铁律。《Nature》《Science》发再多,没有十年以上的飞行履历,谁也不敢往星上装。

高比功率?别只看电池片那几克

钙钛矿最喜欢比的一个数:比功率,动不动20多W/g。我们砷化镓薄衬底柔性化以后,也就3-5W/g。差了四五倍,看着吓人。

但问题在哪儿?系统级比功率才是真账。

你算的是电池片重量,航天系统工程师算的是整个太阳翼——封装层、互连片、基板、展开机构、电缆,一样不能少。

钙钛矿在太空要扛得住,封装要多厚?防护层要多复杂?加上去以后,那点重量优势还剩多少?目前没人能给出可信的数。

而且别觉得我们在原地等你。超薄Ge衬底、无衬底柔性砷化镓,我们也在往前推,比功率已经在往8-10W/g走了。

高比功率,实验室优势我认。工程兑现,路还长。

“自修复”?我心里直打鼓

说实话,钙钛矿能“自修复”这个现象,确实有点意思。我们也觉得挺神奇。但我的疑问也很直接。自修复的代价是什么?

离子迁移是双刃剑。补了一些缺陷,但也在改变局部组分和能带结构。长期动态下去,会不会相分离?会不会引入新缺陷?

目前所有数据,几百几千小时。5年、10年的空间任务,会发生什么?没人知道。

修复到什么程度?

我看到的数据:辐照后从20%掉到15%,光照修复回到17-18%。

砷化镓呢?衰减线性、可预测,通常不超过10-15%。

航天工程需要什么?稳定、可预测的性能。你给我一个“可能恢复”的波动,我没法做功率预算。

热循环下还有效吗?

你们做修复实验,恒温光照。轨道的真实情况呢?每天十几轮-150℃到+120℃的热循环。这种机械应力下,离子迁移的动力学怎么变?微裂纹会不会阻断修复路径?

这些基础问题,目前一个像样的答案都没有。

叠层潜力?恰恰说明你还不够强

你们说叠层能做到43%以上。这个方向我们也认,也在看。

现阶段钙钛矿单结,性能稳定性还不够独当一面,需要成熟的底电池来兜底。

等哪天钙钛矿真成熟到能单独上星,大概率也是先替掉晶硅。砷化镓的阵地是高价值、长寿命、高可靠——通信卫星、深空探测器、军事航天。这些用户对稳定性的要求,苛刻到你们可能想象不到。

他们不会轻易换技术的。

说句实话,我们真正担心的不是钙钛矿本身

那我们在怕什么?

怕的是它带来的“鲶鱼效应”。

第一,投资人预期被拉高了。现在跟资方谈,人家会问:“钙钛矿都说能干到30%以上,你们怎么还在28%?”我们得花大量时间解释航天级可靠性的价值。

第二,人才在流失。优秀博士更愿意去做热门的、发大文章的钙钛矿,不愿意碰我们这种成熟的、搞工艺优化的砷化镓。长期看,III-V族的人才储备会受影响。

第三,倒逼我们降本。以前高轨市场没对手。现在低轨星座起来了,对成本敏感。如果钙钛矿真的在立方星、物联网卫星这种短寿命(3-5年)场景上验证成功,确实会吃掉一部分增量市场。

所以我们也在拼命做柔性化、做MOCVD降本、做大面积外延。

给钙钛矿同行的几句实在话

说这些不是为了打击谁。大家都是在光伏圈里刨食的,我纯粹从一个老砷化镓的角度,说点可能对你们有用的建议。

第一,少发效率,多发稳定性。

在航天圈,一篇系统报道5000小时以上稳定性的论文,比十篇30%效率的文章有价值得多。我们的飞行履历是数千万小时级别的,你们需要时间积累。

第二,赶紧上天验证,别只在地面模拟。

地面模拟永远复现不了真实空间环境的耦合效应——质子、电子、紫外、热循环、原子氧、真空,这些是同时作用的。哪怕搭个立方星飞半年,拿回来的数据也比地面模拟有说服力。

第三,别一上来就盯着高轨大卫星。

那个市场你们短期内进不来。从立方星、低轨物联网卫星、高空气球这些低成本、短寿命、可靠性要求相对宽松的应用切入,积累飞行数据,更务实。

第四,少说“颠覆”,多说“补充”。

航天系统最讨厌颠覆式创新,最喜欢渐进式改进。你说“在低轨短寿命任务中,钙钛矿是砷化镓的有力补充”,大家愿意听。你说“我们要取代砷化镓”,那对不起,标准委员会里没人愿意配合你。

我的客观判断

短期(5年内):钙钛矿太空应用停留在技术验证阶段。会有少量立方星搭载,但进不了主流商业任务。

中期(5-10年):如果稳定性取得实质性突破(比如在轨验证超过3年),可能会在低轨星座、物联网卫星等对成本敏感且寿命要求不高(3-5年)的市场中小批量应用。但注意,这块市场目前也是砷化镓和晶硅在争,不是空白。

长期(10年以上):如果真把所有工程化问题解决了,钙钛矿/砷化镓叠层有可能成为下一代高比功率、高效率的方案。到那时候,我们砷化镓不是被取代,而是作为底电池继续存在——这个未来我们不排斥。

最后

航天这个行业足够大,容得下多种技术路线共存。砷化镓不会因为钙钛矿就消亡,钙钛矿也不会因为我们不看好就没有未来。各走各的路,让时间和飞行数据说话。

这是最客观的态度。

(本文作者为某航天院所电源系统从业者,应要求匿名)

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