地面光伏分单晶、多晶，太空卫星的太阳能帆板用的是什么？
一、单晶、多晶的区别
屋顶、大型地面电站随处可见光伏板，市面上主流只有两种：单晶硅、多晶硅，二者都以硅为核心原料，只是晶体结构不同。
多晶硅是无数细碎硅晶粒挤压成型，内部晶体朝向杂乱，晶粒之间存在大量缝隙。
制造工艺简单、原料损耗小，价格亲民，转换效率约14%–16%，适合占地充足、追求低成本的地面电站，也是早年民用光伏的主力军。
单晶硅是一整块完整有序的硅晶体，晶格排列整齐，杂质少、电子传输损耗低，量产转换效率能达到20%左右，同等面积发电量更高，高温、弱光环境下发电稳定性更好。
但拉制单晶硅锭工序复杂，边角料损耗大，造价高于多晶硅，多用于别墅屋顶、小型发电设备等空间有限的场景。
很多人会下意识推理：卫星追求高性能，那太阳帆板一定用单晶硅，多晶硅性能差肯定上不了太空。
这个结论只对了一半——早期卫星确实用单晶硅，如今主流卫星早已抛弃晶硅，用上了完全不同的新材料。
二、太空的极端环境
地面光伏只需应对风霜雨雪、四季温差，卫星太阳翼要直面宇宙“炼狱级”环境，单晶、多晶硅两大短板直接被淘汰。
第一，太空辐射破坏力极强。
地球轨道充斥高能质子、电子射线，持续轰击电池内部结构。
硅材料晶体结构脆弱，长期辐照后内部会产生大量缺陷，发电效率逐年大幅衰减，普通单晶硅在轨几年发电量就暴跌三成以上，无法满足卫星10–15年的服役寿命。
第二，温差波动超两百摄氏度。
卫星绕地球飞行，一会儿直面太阳温度飙升至120℃，一会儿进入地球阴影骤降到-120℃，冷热反复交替。
硅基电池热稳定性一般，长期剧烈热胀冷缩容易开裂、断路。
第三，发射重量寸土寸金。
火箭运载成本按公斤计价，卫星每多一公斤，发射成本就要增加数万元。
晶硅电池片厚度大、单位重量发电量低，想要支撑卫星大功率设备，太阳翼会变得又重又大，大幅挤占卫星载荷空间。
至于多晶硅，晶体缝隙更多，辐射损伤、功率衰减比单晶硅更严重，从没有正式用于现代商用卫星、空间站，仅在上世纪五六十年代最早期试验卫星短暂露面。
三、三结砷化镓电池
如今我们看到的北斗、通信卫星、中国空间站、深空探测器，太阳帆板核心电池是三结砷化镓电池，原材料不是硅，而是砷、镓、锗三类化合物半导体，和地面单晶、多晶硅完全是两条技术路线。
它的优势：
1. 超高转换效率：三层电池叠在一起，分别捕捉红光、绿光、蓝光，把太阳光大部分波段能量充分利用，量产转化效率稳定30%左右，我国自研产品最高可达34%，远超单晶硅20%的上限。
同等发电功率下，太阳翼面积能缩小近三分之一，大幅减重。
2. 抗辐射能力强：砷化镓化学键结构稳定，太空粒子轰击产生的损伤会缓慢自我修复，在轨十几年效率衰减仅10%–20%，完美匹配卫星长期在轨任务，是硅电池抗辐射性能的十倍以上。
3. 耐极端温差：宽温域稳定输出，在正负一百多度的循环冷热环境下，不会出现功率骤降、基板开裂，可靠性高。
上世纪50年代第一颗太阳能卫星“先锋一号”，确实搭载单晶硅电池，效率不足10%；到90年代后，砷化镓技术成熟，全面取代硅基电池成为航天标配，单晶硅就此退出主流卫星应用。
四、单晶硅并没有彻底离开太空
砷化镓性能顶尖，但锗、镓属于稀有金属，生产成本极高，不适合大批量低成本组网卫星。
近些年商业低轨卫星星座兴起，行业重新启用超薄柔性单晶硅电池，做了航天级改良：把硅片做到50微米以内超薄厚度，搭配特殊抗辐射涂层，重量大幅降低，成本仅为砷化镓的几分之一。
像部分低轨互联网卫星、空间站柔性试验帆板，就采用改良单晶硅。
但它仅限短期在轨、低成本小型卫星，深空探测、高轨通信、导航卫星，依旧优先使用三结砷化镓。
而多晶硅，至今没有任何成熟航天应用案例。
同样是吸收太阳光发电，地面光伏追求性价比，太空太阳翼优先抗辐射、轻量化、长寿命。
单晶、多晶硅只是民用硅基光伏的分类，却不是太空能源的标准答案。
随着商业航天快速发展，超薄硅基、钙钛矿叠层电池持续迭代，未来太空光伏技术还会不断突破，但现阶段，砷化镓仍是卫星太阳帆板无可替代的核心。
全球第一个年用电量十万亿度的国家出现了：不是美国，不是欧盟！
## 当巨量的电力，默默守护着我们的生活 前阵子我偶然看到一个数字，着实让我瞪大了眼睛：中国一年的用电量已经突破了天文数字般的10万亿千瓦时，准确地说，是10.4万亿千瓦时！这数据听起来有些虚无缥缈，难以捉摸。要说清楚，中国一年的用电量已经超过美国整整翻了一倍，即便把欧盟、俄罗斯、印度、日本这些经济体加起来，也难以企及。
但真正触动我思绪的，并非那种空洞的世界第一光环，而是一个更具现实意义的问题：中国消耗了如此庞大的电力，为什么我们的电价却始终没有出现明显上涨的趋势？如今，普通家庭用电，每度电的价格仍然停留在5毛多，而同等用量的美国居民电费，换算成人民币则要超过一元，德国更是高出不少。
按常理推断，任何商品或服务，需求越大，价格不应该水涨船高吗？要知道，中国拥有着超过14亿的人口，同时还是全球最大的制造业基地，钢铁、化工、汽车、机械、电子、互联网、数据中心……几乎所有行业都离不开电力这股血液。
这些年来，全社会用电量的持续攀升，按目前的增长速度，电价本应面临巨大的上涨压力。
然而，现实却与预期截然不同。
在过去的数年里，中国居民电价几乎保持稳定，一些工业用户的平均电价，甚至在近两年还出现了下降。
这背后究竟隐藏着什么玄机呢？仔细审视一下中国复杂的能源分布，或许就能找到答案。
中国的煤炭资源主要集中在内蒙古、山西、陕西等地；水力资源则主要分布在四川、云南；风能和太阳能资源则集中在西北、华北地区。
但问题在于，这些能源富集地与真正需要用电的大型区域，却并不对等。
这就好比把一个难题摆在了面前：如果在一个电网联系不强的国家，将这些区域连接起来，无疑将是一项巨大的挑战。
总不能因为内蒙古煤炭储量丰富，就迁徙上海的工厂过去；也不能因为四川水电资源充足，就强行将苏州的企业搬迁到四川。
中国在过去几十年里做出的最重要的举措之一，就是不断地将这些地理位置相隔遥远的区域连接起来，将内蒙古的煤炭电力输送到山东、江苏、浙江、湖南等地，将四川的水电一路送往东部沿海。
以浙江为例，它本身并非能源资源特别丰富的省份，但当地很大一部分电力却依赖着省外的大规模输送——这被简单地称为西电东送。
然而，这项工作远比这四个字所表达的复杂得多。
电和一般的商品不同，煤炭可以先运进仓库储存，再根据需要使用。
但电力却不能大规模地堆积起来，输送量、发电量，以及用电量，往往需要在瞬间保持平衡。
当某个地方突然遭遇寒流天气，空调、电暖器同时开启，用电量瞬间飙升；而当另一个地方工厂停工放假，用电量则急剧下降。
再者，遇到大风天气，风电场可能会产生大量的电力；而连续阴雨天气，光伏发电则会显著减少。
这些变化每天都在不断发生。
每条输电线路需要输送多少电，哪个地方出现了电力缺口，哪里需要临时增加供电，什么时候该启用火电作为支撑，什么时候需要多利用水电……所有这些都需要一个统一的调度中心进行精准的协调。
因此，中国电力系统真正重要的东西，不仅仅是装载了多少发电机的组，而是形成了一个覆盖范围极其广大的电网，这张无形的网，平时默默地运行，鲜少被人关注。
想想看，家里的灯泡一按就亮，空调一开就有清凉的冷风，手机插上充电器就能迅速充满……这些我们习以为常的便利，背后都离不开这张庞大的电网的默默守护。
但一旦电网出现问题，差距就会立即显现。
回想2021年，美国得州遭遇了前所未有的寒潮，极端低温导致部分发电设备和天然气供应同时出现故障，导致大量用户断电，数百万人陷入了困境，电力的批发价格更是飙升至令人咋舌的水平。
得州电网长期以来相对独立，与其他地区的互联互通能力有限。
在正常情况下，这种独立性问题并不突出，但一旦本地同时出现大范围的故障，外部的电力支援又难以快速、大规模地涌入。
中国所面临的情况，在复杂程度上还要超过得州。
这片广袤的土地，人口分布极不均衡，工业高度集中在东部沿海，而能源资源却主要分布在中西部地区。
如果没有跨区域的输电网络和统一的调度机制，东部沿海的许多城市根本不可能长期维持目前的用电规模。
当然，电网解决的是如何把电力输送到哪里，但还有一个更直接的问题：如此庞大的电力，到底从何而来呢？ 近年来，许多国家都在积极推进能源转型，有的削减煤电比例，有的关闭核电站，有的则将希望寄托于天然气。
然而，中国采取的道路相对稳健，并没有急于抛弃煤电。
原因在于，风电得有风，光伏得有太阳，水电则受到来水量等因素的影响。
晚上下班回家，我们都需要空调带来清凉，难道要因为今天没有风就断电吗？工厂的生产线更是不可能因为天气而随意停机。
因此，煤电依然需要存在，只不过它所扮演的角色正在发生转变，从过去的单纯发电角色，逐渐转变为一种调节性的角色。
当风电和光伏发电量充足时，煤电可以减少发电量；而当风光电力不足时，煤电就可以及时顶上。
与此同时，中国的新能源装机容量也在飞速增长。
到去年底，风电和光伏装机的总和已经达到了惊人的18.4亿千瓦，占据了全国总装机容量的47.3%，首次超过了火电。
还有一个以前很少被关注的领域，近年来也呈现出爆炸式增长，那就是储能技术。
十四五初期，新型储能的装机规模仅有约300万千瓦，而到去年底，已经猛增至1.36亿千瓦。
为什么要大力发展储能技术呢？ 因为新能源发电具有一个很现实的问题：正午时分，阳光充足，光伏发电可以产生大量的电力，但到了晚上用电高峰期，太阳已经落山了。
储能的作用，就是利用白天多余的电力进行储存，并在需要的时候再释放出来。
因此，现在看待中国电力系统，已经不能仅仅从煤电的角度出发，也不能只关注风电和光伏，而需要将煤电、水电、风电、光伏、储能、电网、跨省输电等各种要素综合起来考虑，它们构成了一个完整的、复杂的系统。
此外，还有一个变化也越来越值得关注，那就是电力系统正悄然走近我们的日常生活。
过去，当我们提到用电大户时，通常会想到钢铁厂、化工厂、水泥厂等大型工业企业。
但现在，数据中心和新能源汽车的充电基础设施，也正迅速成为用电大户。
例如，去年，贵州地区的大数据中心用电量增长了接近60%。
我们每天刷短视频、观看直播、玩游戏、使用云盘，这些看似简单的操作，背后却需要大量服务器24小时不停运转。
人工智能更是如此，如今人们热衷讨论人工智能，往往会关注芯片、算法和大模型，却很少有人去想一个关键问题：这些技术最终都需要电力来驱动。
一排排服务器不断进行计算，机房则需要散热，电力需求量巨大。
美国近年来也在积极建设数据中心，电力供应已经开始成为一些地区的新问题。
有相关报告指出，未来电力供应能力可能会限制美国部分人工智能项目扩张的速度。
这种变化是前所未有的。
未来，国家之间的竞争，不仅仅体现在芯片技术上，更要体现在谁能够长期、稳定、低成本地提供足够多的电力。
对于普通人来说，这些都不是遥远的未来。
正是因为如此，我们现在开电动车，每行驶一公里的电费成本通常可以控制在几分钱到一毛钱之间，这都得益于电价的稳定。
同样，即使整个夏天开空调，电费虽然会略有上涨，但大多数时候也并不至于成为沉重的负担，这同样归功于居民电价的总体稳定。
许多重要的基础设施都具有这种特点：在运行正常的时候，很少有人会对其进行赞美，但一旦出现问题，我们才会意识到，这些习以为常的东西并非理所当然。
中国一年消耗超过10万亿度以上的电力，并且这种消耗量还将持续增加。
新能源汽车会越来越多，数据中心会越来越多，人工智能带来的算力需求也会越来越大。
电网能否承受住这份压力，新能源能否顺利消纳，储能技术能否跟上步伐，居民和企业的电价能否继续保持在可承受的范围……这些问题都将变得越来越重要。
说到这里，我还想说，其实还有一样东西和电非常相似，平时正常的时候，很少有人会注意它，但一旦出现问题，我们才会被迫意识到它的重要性。
那就是我们的身体。
年轻的时候，很多人觉得晚睡一点没关系，忙起来随便吃一点也没关系，心情不好忍一忍也就过去了。
但到了中年以后，身体的恢复速度会明显减慢，曾经可以轻易承受的压力，现在却会让人感到疲惫不堪。
虽然花钱可以弥补一些遗憾，买新的可以替代旧的，但一旦身体长期透支，想完全恢复过来并非易事。
人到了48岁到56岁这几年，身体状态往往会发生比较明显的变化，与其等到问题已经出现以后再花费大量金钱进行修复，不如早点把那些最简单的事情做好。
好好吃饭，好好睡觉，尽量避免情绪长期处于紧张状态，这些看似微不足道的举动，却能在长远来看带来巨大的益处。
就像我们所依赖的电网一样，默默地为我们的生活提供保障，而我们也要不断地维护好自己的身体，让它能够持续稳定地运行。
很多人总想着，等忙完这几年再顾及身体，等赚够钱再好好休息，等孩子大一点再说，但生活里真正忙完的那一天，往往一直都不会到来。
天然气、电力双涨价打击日本经济
来源：环球时报 日本液化天然气价格与电价近期连环飙升，给本就步履蹒跚的日本经济带来新的冲击。据《日本经济新闻》报道，近日，以日本需求为重要参照的亚洲液化天然气现货价格创多年来新高。
受能源价格传导的滞后性影响，日本国内电价将迎来持续上涨，预计2026年下半年日本平均批发电力现货价格预计同比大幅上涨近40%。
据日本朝日电视台8日报道，目前日本部分地区计划于今年11月实施电价上调，不少日本民众坦言这样下去“生活会越来越艰难”。
4月22日，日本兵库县的一辆液化天然气运输车。
（视觉中国） 高价液化天然气直击日本能源命门 作为全球核心的液化天然气买家，日本在面对全球能源大通胀时几乎没有议价缓冲空间。
本轮危机的外部导火索，直指持续拉长的霍尔木兹海峡封锁危机与欧洲天然气库存不足的双重压力。
据《日本经济新闻》6日报道，美国调查公司标普全球能源公布的亚洲液化天然气现货价格指标“普氏JKM（日本—韩国标杆价）”显示，9月2日，10月交货的液化天然气价格升至每百万英热单位25.908美元，创下近3年9个月新高。
尽管随后价格略有回落，但整体仍在高位震荡。
外交学院国际关系研究所教授周永生在接受《环球时报》记者采访时表示，美国对伊朗的军事冲突及伊朗对霍尔木兹海峡的封锁，极大地暴露日本在能源来源和供应上的短板。
在日本的能源结构中，天然气消耗占比高达22%左右，而战前其石油和天然气有94%至95%来自海湾地区供应。
霍尔木兹海峡的持续封锁，彻底切断了这条传统生命线。
日本政府此前表示，日本石油储备量可支持全国使用超过250天，但电力供应则面临完全不同的风险。
日本资源能源厅数据显示，以液化天然气为燃料的火力发电量占日本发电总量的30%至32%左右，是当前日本发电的最主要燃料来源且全部依赖进口，用于发电的液化天然气储备仅能够维持2周至3周。
日本大阪燃气株式会社运营的液化天然气储罐。
（视觉中国） 不少日本行业专家也对国内发电状况表示担忧。
日本最大发电企业捷热能源董事兼常务执行官葛西和范表示，全球液化天然气市场目前仍处于结构性偏紧状态，今年上半年以来中东液化天然气供应出现大幅减少后何时恢复，是左右市场的最大因素。
三菱综合研究所研究员志田隆介在接受《日本经济新闻》采访时坦言，相比一些发达经济体，日本能源安全存在明显劣势，美国和澳大利亚等国拥有自主天然气资源；欧洲则以核电和可再生能源发电为代表，实施能源多样化替代手段。
相比之下，日本对进口液化天然气的单一依赖使其在面对地缘冲击时极其脆弱。
电力涨价叠加通胀，日民众感慨“雪上加霜” 外部气价飙升迅速向日本国内电力市场传导。
据彭博社报道，9月7日成交、9月8日交付的日本电力交易所现货系统均价升至每千瓦时24.13日元（100日元约合4.4元人民币），创下近期高位。
这一现货电价的飙升，除了液化天然气燃料成本居高不下外，还受到近期自然灾害的明显影响。
在日本近海盘旋并向九州海岸步步逼近的台风带来持续阴雨天气，大幅削弱光伏等清洁能源的发电产能。
对于日本企业和家庭而言，能源价格管理制度导致的电力“滞后性涨价”也是一种折磨。
由于日本大型电力企业普遍采用燃料费调整制度，国际能源成本的变化需要经历漫长的时间滞后才能传导至终端账单。
原油价格反映到电价上通常要滞后4至9个月，而液化天然气的滞后周期更是长达7至13个月。
这意味着，即便国际能源短期出现价格回调，实体经济与居民的用电负担今年秋季之后仍将显著加重。
日本电力事业联合会会长森望表示：“即便美以伊停火在推动国际能源成本下降，日本国内的电价也不会立刻下调，这是客观事实。
” 近来，日本民众已经感受到电力价格上涨的“切肤之痛”。
据日本朝日电视台8日报道，日本政府正式批准了主要电力企业对“输电费”的调价申请，相关调整将于今年11月1日起正式实施。
据朝日电视台报道，由于电网基础设施维护所需的原材料和人工成本持续高企，包括东京电力在内的多家大型电力企业此前向经济产业省申请提高该费用。
若各零售电力企业将这部分成本转嫁给终端用户，以东京电力服务范围内的普通家庭为例，预计每个月的电费将增加约240日元，部分地区增幅甚至可能达到每月500日元以上。
这一消息在日本社交媒体上引发吐槽。
在X等平台上，有日本网友表示，这样下去“生活会越来越艰难”，由于此前食品、日常用品价格经历多轮“涨价潮”，加之10月前后政府的电费、燃气费补贴政策陆续到期，有日本民众直言，输电费上调无异于让生活“雪上加霜”。
多重压力反噬“日本制造” 日本央行公布的最新数据显示，今年7月日本生产者价格指数（PPI）涨幅高达7.2%，与6月7.3%的大涨幅度基本持平。
路透社援引佳朋集团旗下智库高级经济学家小池雅人的分析称，伴随着中东地区紧张局势推高油价，日本能源和其他商品成本全面上升，通胀情况或更加严重。
与此同时，日元汇率持续贬值，导致日本进口能源不得不背负更高的成本，输入性通胀影响加剧。
共同社援引日本东京商工调查机构的预测称，受日元贬值导致进口成本增加，叠加人工和物流成本上升的双重压力影响，本月日本将有近5000种食品和饮料商品大幅涨价，今年全年调涨价格的食品和饮料商品种类预计将超2万种，其中3000多种集中在10月落地。
志田隆介在接受《日本经济新闻》采访时警告称，尽管许多企业吸取了过去俄乌冲突时期的教训，采取了更多规避市场风险的手段，但整体电力采购成本的不可避免上升，依然会对企业利润造成严重挤压，成为日本实体制造业的一大逆风。
美国CNBC网站分析称，当下日本政府面临的财政挑战巨大，又遭遇能源价格飙升。
由于日本与主要经济体尤其是美国之间依然维持着较大利差，在此背景下，各方市场观察人士都在密切关注日本央行下一步是否能顶住压力。
周永生告诉记者，日本政府正采取多种应对策略：第一，开辟新的能源供应渠道，大幅扩大从俄罗斯远东地区、美国以及南苏丹的天然气进口，减少对海湾地区的绝对依赖；第二，计划加强对沙特阿拉伯和阿联酋石油及天然气输出管道的投资，力图绕过霍尔木兹海峡的封锁地带；第三，出台总额达3万亿日元的能源价格补贴政策，用于直接补贴居民户和中小企业；第四，持续加大对海外能源基础设施的其他多元化投资。
但从整体上看，今年的这场美以伊冲突极大地打击了日本经济。
