专访恒星力量陈棋：中国太空能源不照搬SpaceX

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《星际穿越》里，人类穿过虫洞，寻找新的家园。银幕上的太空探索落在在现实中，有一个更基础的问题：离开地球之后，电从哪里来？

今天，卫星通常带着自己的太阳翼上天，自行发电。可如果未来轨道上运行着越来越多的卫星、数据中心和机器人，太空中会不会也出现专门的电站，让能源成为一种可以获取的服务？陈棋看好的，正是这样的未来。在他的设想中，电站负责供能，卫星专注于通信、遥感等任务。专业化分工一旦发生，电力就可能从航天器内部的配套系统，走向独立的太空基础设施。

而他通向这幅未来图景的入口，是一块太阳能电池。

陈棋现任北京理工大学前沿交叉科学院院长，也是恒星力量创始人。从清华到加州大学洛杉矶分校，再到回国任教，他已有十余年研究生涯与钙钛矿相连。2014年，他作为共同第一作者参与的研究发表于《Science》，通过界面工程推动平面结构电池的效率提升。此后，牵引他持续深入的问题是：一块好电池如何被稳定制造出来，又为什么会在运行中衰减？

2016年回国后，从液相介质退火到晶核工程，他与合作者的一系列成果，串起了从材料机理走向可靠器件的研究路径。“我一直想做出一个东西，最终能够摆在货架上，而不是放在书架上。”他说。

2023年，团队把目光转向太空，随后通过创办恒星力量推进工程化。

技术路线的选择，在陈棋眼里是一道不同的商业与技术算术题。SpaceX选择晶硅路线是对材料成本、规模制造、发射能力和星座更新周期的综合权衡结果，并不完全适用于中国当下的国情。而恒星力量押注钙钛矿，看中的是其兼具低成本与高抗辐照能力的潜力——未来的太空长期大规模供电，需要一种既造得起、又用得久的电池。这是一笔面向星辰大海的远期账。

正因如此，钙钛矿在太空的商业化落地注定是一个“由近及远”的过程：先切入短周期、成本敏感任务积累可靠性，空间站、深空探测等高价值场景，砷化镓基的Ⅲ—Ⅴ族多结电池仍具备成熟的应用基础。多路线将长期并存，而太空对大规模低成本供电的刚需，将为钙钛矿打开更大空间。

当然，机遇窗户能否真正打开，核心在于工程可靠性的“通关能力”。从材料到产品，钙钛矿需跨过原理验证、环境模拟、在轨测试和真实任务供电四道关卡。目前，团队已有三批样品进入太空实验。

从一块电池到一座太空电站，远景如何成为现实？本期访谈，我们与陈棋聊技术路线的取舍、工程验证的门槛，以及太空能源走向独立基础设施的可能。Enjoy～

ZP：如果把过去六十多年的太空光伏放在一条时间轴上，从晶硅、砷化镓到钙钛矿，您会怎么划分它的发展阶段？

陈棋：如果我们将过去六十多年的太空光伏发展划分为不同阶段，大致可以分为三个时期。20世纪60年代至90年代，晶硅电池是空间电源的主流技术，但从80年代初开始，砷化镓电池便逐步替代晶硅。到2010年之后，砷化镓电池在国内已基本占据空间光伏市场的主导地位。近年来，钙钛矿作为新一代光伏技术开始进入太空应用的早期验证阶段，尤其在2020年之后，陆续出现了一些基础性工程验证的相关报道。

ZP：从晶硅到砷化镓，真正推动材料换代的核心因素是什么？这些优势又是怎样让砷化镓长期成为航天光伏主流的？

陈棋：核心原因在于空间环境中的稳定性，以及电池对整个航天器系统的支撑能力。晶硅本身的抗辐照性能较弱，而太空环境中的辐照又无法避免，因此晶硅电池在长期运行过程中不可避免地会出现效率衰减，进而增加航天器的设计复杂度、以及运营和发射成本。

假设一组晶硅太阳电池阵在五年后只能保持初始功率的50%，那么，为满足相同的寿命末期功率需求，初期装机功率就需要相应增加；如果再计入设计裕量，还要继续上调。

这又带来了第二个问题：航天器在运行初期并不需要如此高的能耗，运行初期太阳翼的富余发电能力，需要通过分流调节等方式管理；从而增加了系统设计的负担。为满足寿命末期需求而增配的太阳翼，会增加质量、展开结构和电源管理要求。

砷化镓能够长期占据主流地位，首先是因为其在空间环境中的运行稳定性更高，寿命末期的功率衰减相对较小。 另一方面，随着越来越多的航天任务完成验证，业界对砷化镓材料的特性、空间环境下的性能表现、运行行为及其背后的机理也形成了更加充分的认识。这种技术认知的积累进一步增强了工程应用的信心，形成了技术验证与规模化应用相互促进的正向循环。

ZP：砷化镓今天最难突破的边界是什么？与晶硅相比，它在成本和量产能力上究竟有多大差距？

陈棋：砷化镓目前面临的主要瓶颈是成本和规模化生产能力。

首先，从成本来看，晶硅电池片的成本大约为每瓦不到0.5元，假设每平方米输出功率为200瓦，每平方米的成本仅为几十元至百元左右；而砷化镓电池每平方米的售价约为10万至20万元人民币，两者相差显著。 基于现有生产工艺，砷化镓几乎不可能达到晶硅的成本水平，除非未来出现革命性的生产技术路线。但新技术从原理验证到工程化应用，往往需要较长的研发和验证周期，短期内很难实现根本性突破。

其次，受现有工艺限制，砷化镓的大规模量产能力也存在明显瓶颈。晶硅的生产规模（单条产线）通常以吉瓦（GW）为单位，而目前全国砷化镓的整体年产能要小几个数量级。如果无法突破规模化生产的限制，砷化镓在未来大规模太空光伏应用中的发展空间也将受到制约。

ZP：既然砷化镓已经成为主流，应该怎样理解马斯克和SpaceX对晶硅的选择？这更多是材料性能的判断，还是其发射成本、任务周期和商业体系下的选择？

陈棋：首先是成本因素，晶硅电池的价格远低于砷化镓。其次，在SpaceX的航天技术体系中，低成本、高频次的发射能力提高了其对电池性能衰减的容忍度。执行不同任务的飞行器有不同的服役周期，短时任务对电池性能衰减的容忍度更高。具体是否经济，仍要结合相应型号的设计寿命和发射、制造成本核算。

更重要的是，马斯克在工程实现上非常重视技术的成熟度和确定性。 晶硅电池已经过空间应用验证，其技术可靠性具有一定基础。同时，结合SpaceX低成本发射能力，晶硅方案在整体成本核算中具有经济合理性。

因此，这并不意味着晶硅在材料性能上优于砷化镓，而是SpaceX基于自身业务定位、发射能力、任务周期及整体成本结构作出的系统性选择。核心考量是技术成熟度、工程确定性与商业经济性的综合平衡。

ZP：的确，SpaceX的核心业务是航天运输与卫星通信，不是太空能源。所以它更看重的是整个航天系统的成本，而不只是电池本身的性能。今天重新寻找下一代太空光伏材料，和二三十年前最大的不同是什么？钙钛矿为什么会成为其中受到关注的选择？

陈棋：最大的不同在于材料选择更加丰富。20世纪60年代，晶硅几乎是唯一可选的光伏材料，当时的研究重点是如何将其应用于太空，并尽可能延长使用寿命。此后，随着光伏与光电材料研究不断深入，从砷化镓到20世纪七八十年代的铜铟镓硒、碲化镉等，一系列新材料陆续出现。

钙钛矿则是其中相对年轻的技术路线。相关有机无机杂化钙钛矿材料在20世纪90年代末已有研究，并于2008年至2009年前后开始应用于光伏领域。尽管起步较晚，钙钛矿却展现出优异的光电性能，尤其是较强的空间辐照耐受能力，因此成为下一代太空光伏材料的重要候选方向。

ZP：在您看来，钙钛矿最适合太空的特性是什么？从材料变成一块真正用于太空的太阳能电池，它的稳定性还面临哪些挑战，与晶硅和砷化镓有什么不同？

陈棋：如果只讲材料本身，钙钛矿在部分地面辐照实验中表现出良好的耐受和恢复能力，甚至优于砷化镓和晶硅。但我们讨论的不只是材料，而是一块完整的太阳能电池。电池由多种材料组合而成，钙钛矿本身能够耐受辐照，并不意味着其他材料也具备同样的能力。一旦其他材料失效，整个器件也可能随之失效。

因此，与晶硅和砷化镓电池相比，钙钛矿目前的短板未必在核心材料，而可能在与之配合的其他功能材料。不同层和界面之间的相互作用，都可能影响器件寿命。

此外，太空环境的挑战也不只有辐照。除了长期辐照，电池还需要承受从零下100℃到零上100℃的快速温度交变，以及高温与辐照叠加的耦合作用。 对钙钛矿而言，良好的封装可以在一定程度上解决这些问题，但在太空中，封装材料本身也必须具备抗辐照能力，这仍是需要重点突破的方向。

而且，现有晶硅或砷化镓的封装方案不能直接照搬到钙钛矿上。一方面，部分封装工艺条件可能超出钙钛矿材料的耐受范围；另一方面，砷化镓的封装体系主要针对其自身在空间环境中的短板，而钙钛矿面临的问题并不完全相同，因此需要开发适配其材料特性和空间环境的新型封装方案。 如果能够突破这一环节，钙钛矿电池的寿命和运行稳定性就有望得到显著提升。

ZP：如果未来钙钛矿真正进入航天主流，它更可能替代砷化镓，还是长期形成不同任务、不同材料并存的格局？它最可能先从哪些任务切入？

陈棋：会长期并存。第一阶段，钙钛矿会在一些短时、成本敏感型的飞行任务中体现优势，先切入这一部分市场。对于高端任务，以及对长期稳定性有要求的高价值飞行任务，比如空间站、深空探测、月球探测和载人任务，任务对可靠性的要求很高，飞行器本身的价值也很高。在这些任务中，砷化镓有绝对优势，因为它多年积累的长期飞行履历，能够保证任务的可靠性。钙钛矿需要一步一步地进入这些市场。再往后，在规模更大、所需电源功率更大的应用中，比如太空电站这样比如太空电站这样的大规模供能场景，对系统成本、质量和长期可靠性都有很高要求，只能使用便宜的电源。钙钛矿如果能够同时满足这些要求，就有机会发挥轻量化和低成本制造的巨大优势。

ZP：回到中国商业航天当下的需求，能源已经是一个明显的瓶颈了吗？更低成本的电源技术，为什么会在这个阶段变得更重要了？

陈棋：是也不是。首先，对于中国目前的商业航天来说，当下这样的成本，大家肯定是能够接受的。因为没有其他选择，只能用现有方案。但如果出现价格更低、又能实现同样功能的技术，大家必然会选择价格低的。

第二点，是低轨星座部署带来的竞争。低轨轨道是一种不可再生资源，谁的卫星先上去，谁就先占住了。整个低轨，以当下安全距离预测，能够容纳的卫星数量是有限的，中美两国谁发得更快，谁在上面占据的资源就更多。如果要在短时间内大量发射卫星，肯定希望价格越低越好，所以这里有很现实的需求。

ZP：太空电站这个概念并不新，为什么今天值得重新讨论它的产业机会？在向地面供能和为在轨飞行器充电这两类方向中，您更看好哪一种？卫星星座和商业航天的发展，又带来了什么变化？

陈棋：首先，关于太空电站到底服务于什么，目前至少有两大类观点。一类是在轨道上向地面供能，或者未来在月球轨道上，向月球背面无线传能。另一类则不是向地面输送能量，而是给太空中的飞行器充电。这是两种不同的太空电站功能。

向地面供能这一块，我个人觉得必要性还有待探讨，因为地面获取能源的方式太多了。相比之下，给太空中的飞行器充电，我觉得是一个特别重要、充满想象力的市场。目前，大多数近地轨道卫星主要依靠太阳电池阵发电，而太阳能电池必然面临发电能力的衰减。太阳能电池片的寿命，是决定飞行器寿命的主要因素之一。如果太阳能电池没有很长的寿命，整个飞行器的寿命也会很短。

如果有一个太空充电器，能够随时给飞行器补充能量，那就有可能帮助部分受能源限制的航天器延长有效服务时间。这样一来，载荷成本平摊在十年里，还是平摊在一年里，肯定是不一样的。国家关注这些领域之后，大家就会放开想象力。想象力打开了，对卫星、对地应用等场景的需求就会增多。需求增加，能源必然也要跟上。

ZP：“十五五”规划第一次把太空电站列入未来能源技术，您怎么理解国家在这个时间点释放出的信号？

陈棋：我觉得，这体现的是国家的前瞻性布局。太空电站围绕和服务的，其实是人类的大航天时代。大航海时代是对当时人类技术的一次重要验证，也是对未来技术发展的有力牵引。人类对地球这个生存环境及周边资源的认识不断拓展，由此衍生出一系列技术和文明的大跨越、大发展。

太空同样是人类过去很不熟悉的领域。我们目前有所了解的低轨、近地轨道，就好比大航海时代我们周边的浅海。过去是从浅海走向深海、走向深蓝，现在是走向深空。在这个过程中，能源直接决定了我们能走多远。所以，这是国家对于大航天时代基础技术、关键核心支撑技术的一种长远布局。

ZP：今天一颗卫星自带太阳翼，未来由太空电站为它供能，这与传统卫星电源系统的根本区别是什么？这样的变化会不会影响太空产业的分工？

陈棋：根本区别就是专业化、专业细分。亚当·斯密在《国富论》中就说过，专业化分工能够提高效率、创造财富。让太空电站专门负责能源，让卫星专门负责其载荷承担的任务。分工细化以后，各方面都会做得更好，各自的效率也会进一步提升。这就是经济发展的规律，是必然的，只是需要多久才会发生。

ZP：如果从功能上定义一座太空电站，它应该包含哪些核心系统？从收集能源到把电送出去，需要具备哪些能力？

陈棋：这可能已经不在我的专业研究范围之内了，所以我也只是谈谈自己的理解。大致来说，一个是能源收集模块，一个是能源储存模块，第三个是能源发射模块，主要就是这三大部分。当然，还会有配套的控制系统。首先，它要能够大规模地将光能转化为电能，这是能源捕获能力。其次，根据轨道和供能任务的需要配置安全可靠的储能系统，保障地影期或供需错配时的供电；同时还需要电源管理和配电系统，维持电压稳定并提供故障保护。

第三，是把电能传递出去。现在讨论的有激光传能、无线传能等方式。也有可能探索电缆等有线供能方式。但这还需要解决相对运动、连接机构和卫星运行安全等工程问题。这些目前都还没有定论。但无论采用什么形式，最终都涉及一个问题：怎样把能量传递给附近需要充电的卫星。大致就是这三个功能。

ZP：太空电站最终要给谁供电？面向卫星、空间站、未来的太空机器人，以及向地面输电等不同场景，哪些技术环节可以通用，哪些需要采用不同路线？

陈棋：主要还是给在外执行飞行任务的飞行器供电，包括但不限于卫星、空间站，以及未来的机器人等。不同场景肯定会有不同的技术路线。我想，最大的差别可能在传能方式上。面对不同飞行器、不同充电任务，会有专门适合这一类飞行器的传能方式。但能源收集、电源管理这些部分，应该是具有普适性的。

ZP：如果太空电站需要长期、大规模地供能，这会对能源材料提出什么要求？相比晶硅和砷化镓，钙钛矿的潜在价值在哪里？现在能否判断，未来太空电站需要达到怎样的供电规模？

陈棋：目前来看，钙钛矿的可能性，或者说潜在优势，会更大一些。太空电站肯定是一项大规模、长期的事情。不可能花那么多钱，发射一座兆瓦级太空电站，结果一两年就不用了。所以，它的需求一定是使用时间要长、成本要低。站在这个角度看，砷化镓在短期内没有这样的可能性；晶硅的材料特性，则已经决定了它的寿命上限。而钙钛矿目前的下限，与晶硅的上限也差不多。随着后续不断提升，它完全有能力胜任太空电站的任务。

至于具体的功率规模，现在不好说，因为技术都在不断发展。等太空电站验证完成，真正能够投入商用时，可能卫星本身的功率也已经变得很大了。现在的发展特别快。像SpaceX的V3系列，拥有几百平方米太阳翼的这类卫星。未来卫星对供电能力的需求还会继续增长。

ZP：如果十年之后回看，什么变化会证明今天是太空电力从航天配套走向独立基础设施的起点？这个转折更取决于技术进步，还是需求增长？这一轮需求与过去有什么不同？

陈棋：我觉得是需求。最后还是需求牵引技术的落地和实现。当天上满是飞行器的时候，太空电站可能自然而然就成为基础设施了，而不再只是卫星的配套。所以，现在独立太空能源基础设施的需求还不够大，也是一个很重要的原因。过去，无论是北斗还是其他一些项目，主要都是以国家需求为牵引。到了商业航天时代，马斯克发射了那么多低轨卫星，各省也都有自己的星座。这说明，一个有明确新需求的时代已经到来了。

ZP：如果用T0、T1、T2、T3来理解一种太空能源技术从实验室走向实际应用的过程，这四个阶段分别在做什么？

陈棋：T0是最初的实验室阶段，主要是验证基础原理，证明材料能够发电，并完成原型器件的开发。

T1是地面模拟验证阶段。 将器件放入模拟的太空环境中，开展辐照、高低温交变、AM0光照及高热等老化测试，验证其应对空间环境下各类老化应力的稳定性。

T2是空间环境验证阶段。 将电池送入太空，但还不直接承担卫星供能任务。根据验证需求，设置开路、接入模拟负载或最大功率点运行等测试工况，监测电池在真实空间环境中的电气表现、老化和失效行为。。这一阶段仍属于技术验证，而非真实飞行任务中的供能应用。

T3则是真实飞行任务验证阶段。 电池开始承担卫星主电源等实际供能任务，并通过多次、不同类型的飞行任务，验证整个电源系统在真实工况下的可靠性。这个过程中，往往会出现大量事先未能预料的问题，需要不断分析其原因，持续优化系统设计。

实际上，砷化镓从20世纪80年代到2000年前后，经历了约二十年的持续飞行验证与工程优化，才逐步形成今天这样成熟、可靠且性能表现可预测的技术体系。从T0到T3，本质上就是从证明技术可行，到验证环境适应性，再到建立完整工程可靠性的过程。

ZP：对于不直接做实验的读者，验证可行可能还是比较抽象。具体到T0和T1，实验室分别要证明什么，又怎样通过实验判断一种材料有上天应用的可能？

陈棋：T0首先要证明的是光伏原理可行。验证方法并不复杂，将原型器件置于太阳光下，在相同光照条件下改变施加的电压，观察电流的变化，就能判断这种材料在特定器件结构下是否具备光伏性能。

到了T1，核心是验证材料在模拟空间环境中的耐受能力，判断它是否具备实际应用的潜力。 比如高低温交变测试，如果电池经历10次循环就失效，而实际太空应用需要承受2万次循环，那么显然距离应用要求还很远。但如果经历2000次循环后，性能仍未出现明显衰减，就说明它具有进一步开发的潜力。

这只是其中一项测试。前面提到的辐照、高低温交变、强光和高热等主要老化条件，都需要分别验证，并评估器件在这些条件下的性能与失效行为。实际上，空间环境还存在其他影响因素，只是这些条件通常最具挑战性。而且，这类测试并非普通实验室都能完成，需要依托专门的科研设施。 比如我们合作较多的是哈尔滨工业大学的大科学装置，而全国具备类似条件的设施并不多。

因此，T0和T1的核心，是从原理可行走向环境适应性验证。只有在地面模拟测试中表现出足够的应用潜力，才能进一步进入T2的在轨开路与模拟负载验证，最终走向T3的真实飞行任务应用。

ZP：进入T2以后，怎样才算证明一种器件具备在太空服役的能力？除了把样品送上天，还需要获得哪些数据、完成哪些验证？

陈棋：T2的核心目标，是证明器件具备在真实空间环境中服役的能力。最重要的是验证其电气性能，包括模拟实际工况下的输出功率能否达标，以及长期运行过程中功率的波动、衰减和变化。

但仅仅观察电气性能还不够，还需要弄清楚器件为什么失效。因此，这一阶段需要两条腿走路：一方面监测器件在轨电气表现，另一方面将失效器件带回地面，通过检测和解剖分析失效机制。 问题可能出在焊接结构、电池内部，也可能是钙钛矿材料本身。

由于太空中的辐照、温度交变和强光照等因素同时作用，地面设备很难完整复现真实环境。因此，需要通过多轮在轨验证、失效分析和技术改进，不断提升器件的可靠性。这也是创业公司从技术验证走向实际应用必须跨越的关键门槛。

ZP：即使一块原型电池已经通过了这些验证，为什么还不能直接等同于可以商业应用？从原型电池到真正装上卫星的太阳翼，中间还有哪些Gap？

陈棋：从原型电池到真正的商业应用，可能还有很长的路要走。首先是尺寸放大，将实验室的小面积电池放大到实际太阳翼所需的规格。其次是组件集成，将多片电池连接成电池串，再组装到太阳翼上。 每一步都涉及新的工程问题。例如，太阳翼在太空中能否顺利展开，集成后的热环境、辐照适应性及电气性能能否与整星系统匹配，都需要进一步验证。

因此，原型电池验证成功，并不意味着整个太阳翼系统已经具备应用能力。 从尺寸放大、组件集成到整星适配，都是T2到T3阶段需要跨越的工程门槛。

ZP：到了T3，怎样的飞行任务经历才足以让客户相信这项技术？商业客户与国家级任务的要求又有什么不同？

陈棋：多次成功的飞行任务经历，是建立客户信任的关键，但不同客户对可靠性的要求不同。商业客户通常更愿意尝试新技术，经过一两次成功验证，就可能有人愿意采用；完成两三次飞行任务后，便有机会逐步获得市场认可。

国家级任务的要求则更加严格。例如天宫空间站，即使完成十次成功验证，也未必足够，可能仍需更长周期的验证和更充分的可靠性数据。

ZP：再回到最早的T0到T1阶段，什么会让研究者判断一种材料值得继续探索？一定要先证明它的某些指标超过晶硅或砷化镓，才值得往航天方向投入吗？

陈棋：并没有固定的指标要求。T0到T1本质上仍属于基础研究，是一个由兴趣和好奇心驱动的自由探索阶段，而非直接面向具体应用需求。比如，研究者发现一种材料的光电性能不错，同时基于其离子键特性，推测它可能具有较好的抗辐照能力，于是将其放入辐照舱进行测试。如果发现它的性能衰减比晶硅更小，就会进一步思考，这种材料是否有机会应用于太空。

这其实就是原始创新的过程，从发现材料的潜在特性，到通过实验探索新的应用可能。 这一阶段主要由高校和科研机构推动，核心是探索未知，并将研究发现转化为科研成果，而不是一开始就追求超越现有技术的具体指标。

ZP：T1已经能够在地面模拟辐照、光照和冷热循环，最难复现的太空条件是什么？对于实验室或创业公司来说，完成这些测试的资源门槛和成本有多高？

陈棋：单一环境因素相对容易模拟，难点在于辐照、光照和温度变化等多种因素的耦合。 此外，测试资源有限、成本较高。例如，高低温测试每天可能花费数万元，而一次测试可能持续数天甚至半个月，对实验室和创业公司都是不小的负担。

ZP：到了T2，为什么除了在轨性能数据，还必须做长期暴露、样本回收和失效分析？如果只看材料在太空中的性能，是否不足以判断它已经完全可行？

陈棋：这正是T2阶段最核心的问题。在轨性能数据只能告诉我们器件表现如何，却未必能解释背后的原因。 如果性能不达标，又不清楚失效机制，后续改进就缺乏方向。因此，必须通过长期在轨暴露、样本回收和失效分析，找到问题根源，再进行针对性优化，形成完整的技术迭代闭环。

这其实也是自然科学研究的基本规律，只是太空环境让这一闭环更难实现。单纯观察在轨性能当然有必要，但如果缺乏失效分析和后续迭代，研究效率就会大打折扣。 就像对空放枪，不知道哪一枪能打中；只有明确了失效原因，才能知道下一步应该往哪个方向改进。

ZP：为什么在T2阶段，就需要同步考虑大面积组件、良品率和批次一致性？这是否意味着，技术验证已经开始从研究问题转向实际应用问题？

陈棋：这其实就是T1和T2之间的一个分水岭，前面是以兴趣为驱动的基础研究，后面开始以应用为驱动。当你真正考虑把这个东西送到天上实际使用时，放大、批量生产等工业化问题就会同时出现，也需要在这个阶段同步验证。

ZP：从一块性能很好的电池，到稳定制造一批航天产品，中间最大的难点是什么？跨过这道门槛，需要工艺、设备和团队能力怎样配合？

陈棋：最大的难点之一，是把工艺和设备结合起来，最终沉淀成一项技术。往往做工艺、做电池片加工制造的人，与做设备的人，是两拨人。如果这两拨人能够紧密配合，问题就比较容易攻克。但很多时候，做设备的人理解不了做工艺的人的需求；而做工艺的人，也无法把自己对工艺的真实需求，转化为对设备的具体要求。这是一个需要双方跨界的事情。团队能力的转变也是最难的事情之一。到了后面，纯工程的工作就有纯工程的一套话语体系。但在T1到T2的过程中，需要实验室人员与工程人员紧密合作。这个阶段，恰好也是创业公司能够发挥灵活组织优势的窗口，那就是把不同类型的人结合到一起，共同推进。

ZP：对于一家创业公司，完成T2阶段的验证通常需要多长时间？为什么这个阶段可能成为企业长期跨不过去的一道关卡？

陈棋：这个不好说，要看在这一阶段具体需要验证什么。如果顺利，可能需要两三年；如果不顺利，一家创业企业可能会一直停留在这里。这是一个关键节点。

ZP：具体到恒星力量，目前T2阶段推进到了哪一步？已经看到哪些初步结果，哪些判断还需要等样品回收和测试后才能作出？

陈棋：从目前的结果看，还是让我们很欣喜的。我们先后有三批样品进入太空实验。最近，第一批样品从外部收回舱内之后，从照片来看，几十个配方里面，有不少从肉眼观察来看，外观保持良好，是比较有希望的产生较好结果的。但我们还没有实际拿到样品，它们的电学性能和失效情况，还要等样品回到地面后进一步测试和分析。

图为恒星力量第二批样品空间站出舱前影像

ZP：从T2到T3，研究和工程工作的重心会发生什么变化？当客户验证的对象从一块电池变成整个太阳翼和卫星系统时，团队最需要证明什么能力？

陈棋：最大的变化是，研究重点不再主要放在电池片的基础组分、器件结构这些问题上，而是更多考虑：当电池片形成新的体系、太阳翼或者电池串之后，怎样与整个系统耦合。到了第三阶段，前面那些基础问题其实已经有了答案。下面要解决的，是怎样让新的电池片及其组串，与航天系统配合，与卫星整星配合。外部需求可能会要求现有方案继续调整，但这种调整通常不再是伤筋动骨、从根本上改，而更多是外部接口的改动，是工程上的适配问题。对于团队来说，最需要证明的就是工程实现能力，能不能在工程上实现客户的需求，能不能把客户想要的东西交付出来。

ZP：最后，什么证据出现以后，您才会认为一种新的太空能源材料已经真正得到验证，具备进一步走向规模应用的基础？

陈棋：比如我们产品的应用场景是两年期任务，那我希望看到电池在设计寿命内完整服役，并支撑卫星顺利完成任务。对我来说，这是进一步判断其应用能力的重要证据。当然不同任务所需要的验证时长和证据，仍要分别确定。

ZP：按照这条验证路径，一种新材料走向航天应用需要很长时间。恒星力量成立还不到一年，为什么能推进到现在这一步？公司成立之前，团队已经完成了哪些积累？

陈棋：团队的推进确实比较快。我们是在去年12月注册公司的，但围绕这项技术的初期验证，很早以前就已经开始了。我从2013年开始做钙钛矿，到现在已经研究了十几年。北理工/北大团队转向空间光伏，是从2023年开始的。之后逐步有了机会，开始做一些初步验证，也就是第一阶段的工作。在公司成立之前，这些工作在学校里就已经做得七七八八了。当然，也不能说完全准备好了。正是因为看到了希望，接下来要把它往工程上推进，才会考虑注册一家公司，借助社会力量来推动这件事。因为到了这个阶段，投入已经比较大，单靠高校科研经费和国家课题经费，是支撑不了的。

ZP：您做了很多年前沿研究，为什么一直希望把研究推进到真实应用中？这种取向怎样影响了您选择研究课题，以及判断什么是一项值得做的研究？

陈棋：这是天生的。我一直想做出一个东西，最终能够摆在货架上，而不是放在书架上。所以，一开始做钙钛矿光伏电池，我就是围绕应用来做的。虽然课题组做的是基础研究，但也是以应用为导向的基础研究。我给学生设计课题，都是为了去解决钙钛矿在真实应用场景下的一个真实问题，而不是为了创新而创新。我的研究兴趣一直是，最后能够把它用起来。

早期做地面光伏应用时，我们也广泛地与地面光伏厂商交流、合作。因此，我们很清楚什么是一块好的电池，也知道钙钛矿要成为这样一块好电池，瓶颈在哪里。我们一直在围绕这些问题做研究。

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