100GW太阳能AI卫星计划!

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作者：微信文章
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每年100GW太阳能AI卫星计划，HJT或成为太空算力主要能源

马斯克提出AI计算中心部署到太空，每年在轨道上部署100GW的太阳能AI卫星，这个规模堪比美国全国电力的四分之一，旨在利用太空近乎免费的太阳能，实现全球最低成本的大规模AI运算。这个逻辑是成立的。太空数据中心散热，储能配置需求低，还没有关税。光伏成本特别便宜，星链主流使用近地轨道，90分钟一圈，日照时间占比60%-70%，光伏年利用小时数在5000-6000小时。单次地影时间在半小时左右，仅需配置短时储能。而地球同步轨道每年利用小时数超过8000小时，仅在每年春分秋分有短暂地影。

国际空间站搭载的多结叠层技术太阳能电池板，在太空辐射环境中运行15年后，仍能保持原有效率的88%，印证了太空光伏发电技术的优异耐久性。

P型HJT为最优选择，主要因为硅的晶格稳定性好、成本低、P型硅抗太空辐射更强、HJT硅片薄于perc等多个优势。

P型硅比N型硅更抗太空辐射。P型硅以空穴为主要载流子，N型以电子。太空高能辐射（如质子、伽马射线）会撞击硅晶格，产生缺陷态，阻碍载流子运动。电子体积小、迁移速度快，更容易被缺陷态捕获，导致N型硅导电性能快速下降。空穴体积等效更大、迁移更稳健，对缺陷态的抗干扰性更强。另外P型硅的辐射缺陷（如空位-杂质复合体）更易通过自身晶格热运动部分修复，而N型硅的辐射缺陷（如间隙原子）更稳定，难以自愈，长期辐射下性能差会持续扩大。

P型电池片中，HJT轻薄高效更适合太空。HJT比perc 电池效率高2个点，HJT可制备超薄硅片（80~110 μm），甚至柔性HJT电池。

另外未来HJT还可以和钙钛矿做叠层，HJT 表面为透明导电氧化物（TCO）层，平整度极高（表面粗糙度＜1 nm），与钙钛矿薄膜的接触界面无明显缺陷，可直接制备钙钛矿顶电池，无需额外修饰层（PERC/TOPCon表面存在绒面或钝化层，需额外处理才能适配）。

钙钛矿-硅叠层 使用硅替代窄带隙钙钛矿（1.2-1.3eV）底电池，顶电池仍为宽带隙（1.6-1.8eV）钙钛矿。窄带隙钙钛矿是稳定性的主要瓶颈，为了获得如此窄的带隙，必须引入大量的锡来部分或全部替代铅。Sn²⁺极易氧化成Sn⁴⁺，会在薄膜中产生大量p型掺杂和深能级缺陷，导致非辐射复合加剧、性能衰减和不可逆降解。而硅是以纯共价键为主，很稳定的材料，并且价格也同样低廉。

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