Perowskit löst das Problem der Raumfahrt-Photovoltaik, und Shuo Wei Optoelectronics führt die Energiewende in der kommerziellen Raumfahrt an.

Am 17. und 18. März 2026 fand die 2. Jahrestagung für die Entwicklung der kommerziellen Raumfahrtindustrie und die Ausstellung für kommerzielle Raumfahrt im Shenzhen International Convention and Exhibition Center (Neues Gebäude in Bao'an) statt. Am Standort der Ausstellung versammelten sich zahlreiche bekannte chinesische Unternehmen aus der gesamten Wertschöpfungskette der kommerziellen Raumfahrt, darunter Hersteller von Raketen, Satelliten und deren Zulieferern. Bei dieser Ausstellung gab es viele Highlights. Die Reporter stellten fest, dass ein junges Technologieunternehmen aus dem Bereich der Weltraumphotovoltaik erstmals mit einem branchenweiten systemischen Produkt auf der Ausstellung präsentiert wurde. Beijing Shuowei Optoelectronics Technology Co., Ltd. (im Folgenden "Shuowei Optoelectronics") als führendes Unternehmen für die Energiesysteme von neuen Generationen von Perowskit-Sonnenflügeln im Weltraum präsentierte auf der Ausstellung das branchenerste kostengünstige und leichte systemische Perowskit-Sonnenflügelprodukt "Yuxi Tianyuan", was breite Aufmerksamkeit in der Branche erregte und viele Besucher anzog, die sich informieren und austauschen wollten. Während der Ausstellung gab der zuständige Verantwortliche von Shuowei Optoelectronics einem Interview des Blatts, in dem er die Entwicklungstrends der kommerziellen Raumfahrt, den Wettlauf um die Technologierouten der Photovoltaikmaterialien aus einer objektiven Branchenperspektive interpretierte und die Aussichten und Trends der zukünftigen Weltraumrechenleistung in der kommerziellen Raumfahrt analysierte und in die Zukunft projizierte.

Es ist bekannt, dass das Jahr 2026 ein Schlüsselschritt für die kommerzielle Raumfahrt von der technologischen Validierung zur massenhaften Anwendung ist. Veränderungen in der Branche wie die Beschleunigung der Netzwerkeinrichtung von Niederorbitalsatelliten und die Kostensenkung durch wiederverwendbare Raketen treiben den Bedarf an Weltraumenergie in eine Phase des rapiden Wachstums. Shuowei Optoelectronics hat sich entschieden, das systemische Sonnenflügelprodukt "Yuxi Tianyuan" an diesem Punkt zu veröffentlichen. Das Kernziel besteht darin, die zentralen Probleme der kommerziellen Raumfahrt, wie Leichtigkeit, hohe Effizienz und niedrige Kosten, zu lösen und gleichzeitig die Perowskit-Technologie von der Laborphase zur praktischen Anwendung im Weltraum zu bringen und zu validieren.

Shuowei Optoelectronics ist eines der ersten chinesischen Unternehmen, die sich auf die Photovoltaiktechnologie mit neuen Generationen von Perowskit im Weltraum konzentrieren. Die Forschungsarbeiten des Unternehmens auf dem Gebiet der Raumfahrtanwendung von Perowskit können bis ins Jahr 2018 zurückverfolgt werden. Das Team hat die erste chinesische Forschungsarbeit über die Anwendung von Perowskit in der Nahraumumgebung veröffentlicht. Der Chefwissenschaftler des Unternehmens war auch ein Gutachter für die NASA-Studien, die Perowskit in den Weltraum brachten. Darüber hinaus ist Shuowei Optoelectronics das einzige chinesische Unternehmen, das gemeinsam mit staatlichen Institutionen und Spitzenuniversitäten ein kombiniertes Labor des nationalen Schwerpunktlaboratoriums für Raumstromquellen gegründet hat, um die intellektuellen Ressourcen von Fachforschungsinstituten und Universitäten zu bündeln und die Anwendung der Perowskit-Technologie in der Weltraumumgebung voranzutreiben.

Als das erste branchenweite Sonnenflügelprodukt, das mit kostengünstigen und leichten starren Perowskit-Batteriechips hergestellt wurde, zeichnet sich "Yuxi Tianyuan" durch technologische Durchbrüche in drei Dimensionen aus. Erstens weist es hervorragende Leistungseigenschaften auf. Dank der "Tianyuan"-Serie von Perowskit-Batteriechips hat es eine höhere photoelektrische Umwandlungseffizienz als die Branchenkonvention. Die spezifische Leistung (elektrische Leistung pro Masse) übertrifft bei weitem die von herkömmlichen Silizium- und Galliumarsenid-Batterien, was eine maximale Energieausgabe im begrenzten Nutzlastraum eines Satelliten ermöglicht. Zweitens zeichnet es sich durch eine innovative strukturelle Gestaltung aus. Durch die Verwendung einer leichten starren Konfiguration wird sowohl die Steifigkeit als auch das Einziehungsverhältnis berücksichtigt, was es an die Massenbereitstellung von Nieder- und Mittelorbitalsatelliten in der kommerziellen Raumfahrt anpasst. Drittens ist es gut an verschiedene Szenarien angepasst. Derzeit hat das Produkt die regelmäßigen Satelliten-Testflüge gestartet, um insbesondere die Stabilität und Zuverlässigkeit der Perowskit-Technologie in extremen Umgebungen wie hohem Vakuum, starker Strahlung und breitem Temperaturbereich im Weltraum zu validieren, was die Grundlage für die spätere Massenanwendung bildet.

Der Wettlauf in der kommerziellen Raumfahrt ist im Wesentlichen ein Wettlauf um Weltraumenergie, und die Wahl der Photovoltaikmaterialien ist der Kern dieses Wettlaufs. Der zuständige Verantwortliche von Shuowei Optoelectronics sagte, dass der Wettlauf um Weltraumphotovoltaikmaterialien sich um die drei zentralen Kriterien "Effizienz - Kosten - Umweltanpassungsfähigkeit" dreht. Die drei Technologierouten von Silizium-, Dünnschicht- und Perowskit-Batterien haben klare Anwendungsbereiche gebildet und ersetzen sich nicht einfach gegenseitig.

Siliziumbatterien, als eine vorübergehende Lösung für die gegenwärtige Weltraumanwendung, repräsentiert durch P-Typ ultra-dünne HJT-Batterien, haben eine gewisse Strahlenresistenz und ein relativ reifes Herstellungsprozess. Sie sind eine kurzfristige Lösung für die Kostensenkung von Niederorbitalsatelliten. Allerdings gibt es bei dieser Technologieroute deutliche Engpässe. Die spezifische Leistung ist begrenzt, und bei gleicher Leistung ist das Gewicht größer, was die Kosten für die Satellitenraketenstart erhöht. Außerdem sind die Kosten und die Effizienz von Silizium nicht die besten in der Photovoltaikbranche. Die Technologie zur Herstellung von dünnen Siliziumscheiben ist bereits an ihre Grenzen gestoßen, und das Potenzial zur Effizienzsteigerung ist beschränkt. Es ist schwierig, die zukünftigen Anforderungen an Gigawatt-Weltraumkraftwerke zu erfüllen.

Dünnschichtbatterien, mit Galliumarsenid-Batterien als Kern, waren aufgrund ihrer hohen Effizienz und hervorragenden Strahlenresistenz einst die erste Wahl für hochwertige Kommunikationssatelliten und Tiefraumsondenmissionen. Aber auch diese Technologieroute hat deutliche Schwächen. Die Rohstoffe sind rar, die Kosten sind etwa hundertmal höher als die der terrestrischen Photovoltaik, und die Massenproduktion ist schwierig. Sie kann nicht den Kostenerfordernissen der Massenbereitstellung von Niederorbitalkonstellationen entsprechen. Dies ist auch der Hauptgrund, warum die Branche dringend nach einer Alternativlösung sucht.

Perowskit-Batterien werden als eine "revolutionäre Technologie" in der Weltraumphotovoltaik angesehen. Ihre Vorteile entsprechen gut den Weltraumanwendungen: Sie sind extrem leicht, die Absorberschicht hat nur eine Dicke von einigen hundert Nanometern, und die spezifische Leistung kann bis zu 30 W/g erreichen, was mehr als 80 Mal höher ist als die von Galliumarsenid-Batterien. Bei der Sendung von Sonnenflügeln gleicher Leistung kann das Gewicht um mehrere hundert Kilogramm reduziert werden, und die Kosten für den Start eines einzelnen Satelliten können um mehrere Millionen US-Dollar gesenkt werden. Sie haben ein enormes Effizienzpotenzial. Theoretisch kann die maximale Effizienz von Perowskit-Schichtbatterien auf etwa 45 % erreichen, was die von herkömmlichen Batterien bei weitem übertrifft. Das Massenproduktionsverfahren ist einfach. Besonders hervorzuheben ist ihre Leistung bei schwachem Licht. Dank der langen Ladungsträgerdiffusionslänge, der hohen Ladungsträgermobilität und des breiten Spektralabsorptionsbereichs des Perowskitmaterials kann es auch in der Schattenzone eines Satelliten, in schwachem Licht in der Tiefraumforschung oder sogar unter schwachen Lichtquellen wie Zimmerbeleuchtung oder Mondlicht stabile Strom erzeugen. Dies füllt effektiv die Lücke, die herkömmliche Silizium- und Galliumarsenid-Batterien bei schwachem Licht haben, und gewährleistet eine stabile Stromversorgung von Satelliten und Weltraumgeräten rund um die Uhr. Die Umweltanpassungsfähigkeit ist gut. Die "Defekttoleranz" und die "Selbstreparaturfähigkeit" von Perowskit machen es widerstandsfähiger gegen die Strahlung von hochenergetischen Teilchen im Weltraum als Siliziumbatterien. Die Hochvakuumumgebung im Weltraum löst sogar das Problem der Stabilität, das es bei der terrestrischen Anwendung gibt.

Aus Sicht der Branchenpraxis konzentrieren sich die zentralen Engpässe bei der Umsetzung der Perowskit-Technologie in der Weltraumanwendung derzeit auf drei Aspekte: Anpassung an die Weltraumumgebung, Massenproduktion und Engineering sowie die Ökosystembildung der gesamten Wertschöpfungskette. Die extremen Weltraumumgebungen stellen hohe Anforderungen an die Verkapselung, die Strahlenresistenz und die Thermozyklusfähigkeit von Perowskit. Die Massenproduktion erfordert den Durchbruch bei der Herstellung von Weltraummaterialien und der Systemintegrationstechnologie. Gleichzeitig muss ein ganzheitliches Ökosystem, das Materialien, Chips, Sonnenflügel und Satellitenanwendungen umfasst, aufgebaut werden.

Shuowei Optoelectronics hat in Bezug auf diese Engpässe bereits eine klare Strategie entwickelt und gewisse Vorteile gesammelt. In Bezug auf die technologische Akkumulation ist das Unternehmen als einziges Unternehmen an der Errichtung des kombinierten Labors für flexible Photovoltaik im nationalen Schwerpunktlaboratorium für Raumstromquellen beteiligt. Es beherrscht die Kerntechnologien für die Modifikation von Perowskitmaterialien, die Herstellung von Chips und die Verkapselung unter extremen Weltraumbedingungen. Es hat insgesamt mehr als 50 Kernpatente angemeldet und an der Formulierung mehrerer Photovoltaikstandards teilgenommen. In Bezug auf die kooperative Innovation hat Shuowei Optoelectronics eine strategische Partnerschaft mit Materialunternehmen wie Toray Carbon Materials Co., Ltd. eingegangen, um die gemeinsame Entwicklung des "Yuxi"-Sonnenflügels voranzutreiben. Durch die tiefe Integration von Hochleistungs-Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien und Perowskit-Batterien wird die Leichtigkeit der Sonnenflügelstruktur und die Leistung optimiert. Gleichzeitig hat es eine Kooperation mit Satellitenunternehmen wie Yunyao Aerospace Technology Co., Ltd. für die Testflüge von Nutzlasten eingegangen, um den Perowskitprodukten Szenarien für die In-Orbit-Validierung zu bieten und den Zyklus der technologischen Iteration zu verkürzen. In Bezug auf die Strategie der gesamten Wertschöpfungskette hat das Unternehmen die Marke "Qianshuo" eingeführt und die drei Perowskit-Batteriechips-Serien "Tianyuan", "Chuiyun" und "Taisu" entwickelt, die verschiedene Konfigurationen wie starre, flexible und Schichtbatterien abdecken. Gleichzeitig wird das "Yuxi"-Sonnenflügel-Systemprodukt vorangetrieben, um ein ganzheitliches Ökosystem der gesamten Wertschöpfungskette von Materialien über Chips bis hin zu Systemen und Anwendungen aufzubauen, das die Kernstütze für die Autonomie der Weltraumenergie in der kommerziellen Raumfahrt bietet.

Was die zukünftigen Aussichten der Weltraumrechenleistung in der kommerziellen Raumfahrt angeht, analysierte der zuständige Verantwortliche von Shuowei Optoelectronics aus einer objektiven Branchenperspektive. Die Weltraumrechenleistung ist der Kern für die kommerzielle Raumfahrt, um von der "einzelnen Anwendung" zur "Industrieökosystem" zu gelangen. Der Energiebedarf zeichnet sich durch hohe Effizienz, lange Lebensdauer und niedrige Kosten aus. Die herkömmlichen Energieoptionen können derzeit diese drei Anforderungen nicht gleichzeitig erfüllen. Der Durchbruch in der Perowskit-Technologie wird eine Schlüsselvariable für die Realisierung der Weltraumrechenleistungsinfrastruktur sein.

Nach den Entwicklungstrends wird Perowskit in den nächsten 3 - 5 Jahren den Sprung von der "technologischen Validierung" zur "Massenanwendung" schaffen und zur Hauptenergieoption für die Rechenleistungsknoten von Niederorbitalsatelliten werden. In 5 - 10 Jahren wird Perowskit mit der fortgesetzten Verbesserung der Stabilität und Effizienz den Bau von Gigawatt-Weltraumkraftwerken unterstützen und eine kontinuierliche und stabile Energieversorgung für Weltraumrechenleistungskluster, Weltraumbeobachtung und Tiefraumsonden bieten.

Die Unterstützung der Perowskit-Technologie für die Weltraumrechenleistung zeigt sich hauptsächlich auf vier Ebenen: Erstens unterstützt die Leichtigkeitseigenschaft die Bereitstellung von Rechenleistungskluster. Die Weltraumrechenleistung erfordert die Zusammenarbeit von Massen-Satellitenkonstellationen. Der Vorteil der spezifischen Leistung von Perowskit kann das Gewicht eines einzelnen Satelliten und die Startkosten erheblich senken und die Massennetzwerkeinrichtung von Rechenleistungskonstellationen vorantreiben. Zweitens unterstützt die hohe Effizienz die Hochdichte-Rechenleistung. Der Energiebedarf der Weltraumrechenleistungsknoten wächst stetig. Die hohe Effizienz von Perowskit kann die Energieversorgung für die Hochdichte-Rechenleistung im begrenzten Raum gewährleisten und hochwertige Anwendungen wie KI-Training und Big-Data-Verarbeitung unterstützen. Drittens unterstützt das Kostensenkungspotenzial die Kommerzialisierung der Industrie. Die Kommerzialisierung der Weltraumrechenleistung erfordert die Kontrolle der Betriebskosten. Das Massenproduktionspotenzial von Perowskit kann die Weltraumenergiekosten auf weniger als 1/10 der herkömmlichen Lösungen senken, die Nutzungsbarriere der Weltraumrechenleistung senken und die Blüte des Industrieökosystems vorantreiben. Viertens gewährleistet der Vorteil der Stromerzeugung bei schwachem Licht die kontinuierliche Stromversorgung. Die Weltraumrechenleistungsknoten müssen rund um die Uhr laufen. Die stabile Stromerzeugungsfähigkeit von Perowskit in Szenarien wie Satellitenschatten und schwachem Licht in der Tiefraumforschung kann effektiv die Stromunterbrechung aufgrund von unzureichendem Licht bei herkömmlichen Photovoltaikbatterien vermeiden und eine zuverlässige Energieversorgung für den kontinuierlichen Betrieb der Weltraumrechenleistung bieten. Dieser Vorteil ist besonders wichtig in Szenarien wie Tiefraumsonden und Netzwerkeinrichtung von Niederorbitalsatelliten. Derzeit konzentriert sich Shuowei Optoelectronics auf die Weltraumrechenleistungsszenarien, optimiert kontinuierlich die "Yuxi"-Serie von Sonnenflügelprodukten, treibt die In-Orbit-Validierung der Perowskit-Technologie voran und erforscht die kooperative Zusammenarbeit mit Rechenleistungskonzernen, um eine integrierte Lösung für "Energie - Rechenleistung" aufzubauen und die hochwertige Entwicklung der Weltraumrechenleistung in der chinesischen kommerziellen Raumfahrt zu unterstützen.

Während dieser Ausstellung hat die Erstpräsentation von "Yuxi Tianyuan" die technologische Stärke von Shuowei Optoelectronics im Bereich der Weltraumphotovoltaik gezeigt. Laut dem zuständigen Verantwortlichen des Unternehmens wird es im Folgenden die Kernarbeiten in drei Richtungen vorantreiben: "Technologischer Durchbruch, Szenarienvalidierung und Ökosystemaufbau". Auf technologischer Ebene wird es die Leistung der drei Perowskit-Batteriechips-Serien "Tianyuan", "Chuiyun" und "Taisu" kontinuierlich optimieren. Auf Validierungsebene wird es den Testflug des "Yuxi Tianyuan" an Bord von Satelliten beschleunigen und bestreben, bis 2026 die In-Orbit-Validierung der Batteriechips und des Sonnenflügel-Systems abzuschließen und eine replizierbare und verbreitbare systemische Lösung zu entwickeln. Auf industrieller Ebene wird es die strategische Partnerschaft mit Unternehmen aus der gesamten Wertschöpfungskette wie Material-, Satelliten- und Startunternehmen vertiefen, ein ganzheitliches Ökosystem der Weltraumphotovoltaik aufbauen und die Massenlieferung und Anwendung von Perowskit-Sonnenflügeln vorantreiben.

Branchenmitglieder sind der Meinung, dass die Massenanwendung der Perowskit-Technologie in der kommerziellen Raumfahrt die Zusammenarbeit der Branche erfordert, um drei Schlüsselprobleme zu lösen: Erstens die Aufbau des Standardsystems. Es ist erforderlich, dass Branchenorganisation