宇宙で使える「薄く曲がる太陽電池」、中国新興が軌道上実証

上翼は2026年1月に設立された。コ中核チームには中国科学院上海光学精密機械研究所の出身者が集まり、宇宙用の光電材料、ペロブスカイト太陽電池、CPI機能性フィルムの開発や、宇宙環境を想定した信頼性検証に取り組んでいる。

低軌道衛星の配備が進むにつれ、太陽電池パネルの軽量化が新たな課題として浮上している。従来の硬質太陽電池は、発電容量1kW当たりの重量が20～30kgに達し、衛星全体に占める割合も大きいため、衛星の小型化や搭載能力の向上が難しくなる。一方、巻き取り可能なフレキシブルパネルは軽量化に加え、同じ発電面積の硬質パネルに比べ、収納時の体積を60％以上削減できるとしている。

上翼の単接合ペロブスカイト太陽電池モジュール

材料技術の高度化も進んでいる。封止材料には、従来のガラス製カバーに代わる柔軟なCPIフィルムを採用することで、軽量化と巻き取り構造への対応が可能になる。太陽電池材料では、高い変換効率が期待でき、薄型・軽量で、弱い光でも発電しやすいペロブスカイトが注目されている。

上翼の強みは、この2つの技術を組み合わせた点にある。独自の宇宙用CPIフレキシブル材料を基盤に、宇宙環境に対応するペロブスカイト太陽電池とフレキシブルパネルの開発を進めている。

開発上の大きな課題は、過酷な宇宙環境でペロブスカイト太陽電池を長期間安定して動作させることだ。軌道上の衛星は、極端な温度変化に加え、陽子線や真空紫外線などにさらされる。上翼は材料の配合、電池構造、製造工程を宇宙での運用に合わせて調整し、開発段階から宇宙環境を想定した信頼性試験を実施している。同社のシミュレーションデータでは、マイナス120度からプラス120度までの熱衝撃試験を4000回繰り返した後も、初期の変換効率の90％以上を維持したという。

上翼のレーザースクライビング装置

封止材料には、独自開発の宇宙用CPIを用いる。従来のガラス封止と比べ、パネルの出力当たりの重量を40～55％削減できるという。同社によると、低軌道衛星に採用した場合、衛星1基当たりの総合的な打ち上げコストを約15～20％削減できる。また、柔軟で巻き取り可能なうえ、ペロブスカイトだけでなく、結晶シリコンなどの太陽電池にも対応する。

同社は材料、太陽電池、パネル全体の順に、軌道上での実証を進めている。2026年5月のミッション「天眼27号」では、CPIフィルムの耐久性を検証し、約3カ月分のデータを取得した。次の段階では、紫微科技（AZSPACE）の宇宙船「B300」に試験用デバイスを搭載し、CPIによるペロブスカイト太陽電池の光吸収層の保護効果を確認する。その後、年内を目標に、太陽電池とフレキシブルパネルを一体化したシステムの軌道上実証を行う計画だ。

商用化に向けては、出資元の海南鈞達新能源科技と合弁会社「捷泰航天」を設立し、宇宙用CPIフィルムの事業化に取り組む。商用衛星メーカーや衛星プラットフォーム企業向けのフレキシブル太陽電池モジュール、一体型太陽電池パネルの開発も進め、海外市場への展開を目指している。

（翻訳・畠中裕子）