转换效率18.8%，弗劳恩霍夫研究所与Source Energy合作开发硅基太空光伏组件

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）与美国 Source Energy 合作，开发了一系列用于卫星的硅基光伏组件。该产品线通过将硅基电池与叠瓦矩阵互连技术及自动化制造相结合，目标是为低地球轨道（LEO）卫星提供一种低成本方案，从而替代目前空间领域昂贵且供应受限的 III-V 族光伏技术。

Fraunhofer ISE 与 Source Energy 利用叠瓦矩阵互连技术开发出硅基光伏组件。左侧为单个组件，右侧为包含 108 个组件的完整卫星翼展。（图片来源：Fraunhofer ISE/Source Energy）

此次研发的组件原型尺寸为 321 mm × 209 mm，覆盖面积为 629 cm²，重量仅为 64 g。在 AM0（大气质量为零）条件下，该组件记录的平均输出功率为 15.6 W，其中部分组件可达 16.1 W，平均有效面积效率则达到 18.8%。Fraunhofer ISE 表示，252 W/kg 的比功率使该组件在同类硅基产品中具有竞争力。

在叠瓦矩阵设计中，单个光伏电池被切割成条状，并以类似砖块堆叠的模式按照定义的重叠和间距排列，随后利用导电胶进行互连。Fraunhofer ISE 指出，这种矩阵架构不仅能抵抗局部物理损伤，还具有设计灵活性和对极端温差的耐受性。如果组件部分区域受到微陨石或太空碎片损伤，该排列方式可为电流提供绕过受损区域的替代路径，且电池行列数也可根据卫星的电压和电流需求进行调整。

该技术兼容包括 PERC 和 HJT 在内的硅基电池，且无需改造生产线。在 Fraunhofer ISE 位于弗赖堡的 Module-TEC 设施完成原型制作后，Source Energy 于 2026 年 6 月在其科罗拉多工厂安装了由德国 M10 Solar Equipment 公司开发的叠瓦串焊机。Source Energy 首席技术官 Bryan Mazor 表示，作为生产核心，该设备使光伏组件的制造成本低于 5 美元/W，自动化工艺还确保了公司能在收到订单后 6 个月内交付产品。

Source Energy 对该组件进行了涵盖极端运行条件耐受性的空间合格性测试。根据测试结果，该公司预计该组件在太空运行 7 年后仍能保持初始输出功率的 76%。