苏州一家科技公司正在悄悄抢占万亿太空光伏市场C位!
(左为华碧光能创始人刘学森,右为投融湾主编冯杰)
近日,投融湾团队专访了一家位于江苏苏州的卷对卷柔性钙钛矿薄膜光伏企业。公司非常低调、务实,创始人刘学森亦然,然而这家公司正在做的却可能引领未来万亿级太空光伏市场。
这家公司正是华碧光能(苏州)科技有限公司(下文简称:华碧光能),公司成立于2023年1月,但是它的故事却要从2006年讲起,这是一个连续创业者20年的笃行不怠与厚积薄发,从工业鉴定的深耕到太空能源的拓荒,以匠心致初心,以创新赴星辰。
1.华碧是怎样诞生的?
华碧光能的创始人为刘学森,本科毕业于上海交大材料学专业,硕士毕业于复旦大学。
走出校门后,刘学森曾担任英特尔可靠性研发工程师、AMD失效分析工程师以及信产部电子第五研究所华东分所分析中心技术负责人。这些国内外顶级研发机构的工作经验让刘学森积累了丰富的失效分析经验以及行业人脉。
2006年12月,刘学森在上海成立了华碧实验室,致力于为中国工业制造产品研发和质量水平的提升贡献力量,自此迈向了未知的创业征程。
为什么公司会取名华碧呢?因为公司的英文名字是“FALAB”。刘学森在采访中调侃自己,因为自己是湖南人,“F”和“H”不分,所以音译过来就是“华碧”。
“FALAB”的全称是“Failure Analysis Lab”,中文意思是失效分析实验室,这不仅是公司的名字,也是公司的主营业务。
时至今日,可能还有很多人不懂什么是失效分析。通俗来讲,它就是找出产品为什么坏的全过程。举个例子:手机用着突然黑屏了,这就是产品失效了,失效分析是通过科学的方法一步步检查、测验,直至找出失效的底层机理,并且给出解决方案,避免之后的产品再度出现类似的问题。我们可以这样理解,研发是正向的,失效分析就是研发的逆向过程,加在一起才是研发的迭代升级。
华碧成立之初的愿景就是做一家中国人自己的贝尔实验室,主攻方向就是半导体失效分析。2009年,华碧在苏州成立了分公司,也是目前华碧实验室的所在地。公司核心来到苏州之后,发展相当顺利,在没有国家购买服务支持的情况下,成为了一家可以员工超200人,能够持续稳定盈利的民营实验室,并且在多个细分领域做到了市占率第一名。华碧也是行业内少有的几家同时拥有CNAS检测资质、CMA资质、司法鉴定资质、保险公估资质的企业之一,广泛服务于国内外知名车企、汽车零部件厂商、法院、检察院等。
(领导视察)
2.为什么会选择卷对卷柔性钙钛矿方向?
2023年,刘学森带着团队开始为华碧寻找第二增长曲线,希望将华碧实验室的研发体系和十多年来的研发失效分析能力与经验聚焦在国家战略新兴产业,垂直深耕某一领域。在国家双碳目标和能源战略之下,核心团队一致看好新能源新材料方向,光伏赛道也就进入到了团队的理想事业当中。
可当时光伏赛道有很多种技术路线可选,比如:单晶硅、多晶硅、异质结、钙钛矿、铜铟镓硒等多种,公司到底该怎么选择呢?
华碧从“时局我竞”四个方面来考虑方向的选择。一、时代的巨变。智能化、网联化、电动化、轻量化已经成为时代产品发展的主流,新势力必须要拥抱时代的变化;二、光伏行业的同质化竞争严重。单晶硅、多晶硅是产业发展相当成熟,巨头林立,红海竞争,虽然异质结、TOPCON有一定机会窗口,但是属于微创新,机会窗口比较窄;三、作为新入局者如何能跟巨头站在同一起跑线,甚至是有领先优势有竞争优势?四、从产业化工程化技术能力到错位竞争,华碧最后战略聚焦在柔性卷对卷钙钛矿开发,面向可移动、可卷绕、轻量化的新型光伏技术,刘学森带领团队笃定向前。
对于卷对卷柔性钙钛矿薄膜光伏产品的研发,由于当时行业内并没有成熟的技术来供参考,所以刘学森不得不亲自领衔,带领团队自主研发完成从0到1的突破。
没有配方,公司就自主研发,成了业内首个掌握量产化的卷对卷柔性钙钛矿材料配方的企业;没有工艺,公司就自主研发出了卷对卷工艺,可以实现多头涂布,100米停顿一次。跟同行采用的片对片工艺相比,优势明显,因为片对片工艺是单头涂布,1米就需要停顿一次。不仅生产效率大幅提升,而且材料利用率大幅提升,从而让成本更低。没有产线,公司就自主研发相关涂布与结晶、传输层与电极气相沉积等核心设备。实现了从材料配方到关键设备,再到制备工艺的全产业链自研。
2023年1月,华碧光能正式从华碧独立出来,开始了独立生长阶段。2023年6月,公司建成了业内首台套兆瓦级全卷对卷柔性钙钛矿产线,比日本产业界实现量产的时间还要早,领先业内起跑线5年。
3.产品核心优势到底是什么?
华碧光能的核心产品就是柔性钙钛矿薄膜光伏组件,主要特点表现为:超柔、超薄、超轻、颜色可调、透明度可调、形状任意裁切、弱光性能好、无需支架等。
它的极限弯折半径可以达到约2mm,比高端进口的CIGS薄膜的最小弯折半径150mm小得多,公司产品几乎可以满足所有可能面对的弯折场景。
它的封装后厚度只有0.14mm,大约是两根头发加在一起的厚度,比我们常见的A4纸的厚度只多了一点点。目前市面上日本、瑞士、美国等公司的量产柔性CIGS薄膜的总封装厚度约为1.5-3.2mm之间,日本Enecoat卷对卷量产
钙钛矿模组封装厚度为1.0mm,华碧光能拥有着领先优势。
它的封装后重量只有200g/㎡,市面上量产消费级卷对卷柔性钙钛矿封装重量约为0.8-1.1kg/㎡,进口柔性CIGS封装重量为3.2-3.8kg/㎡,传统刚性晶硅封装重量为12-15kg/㎡。公司1kg柔性膜5小时的发电量跟20公斤锂电池的电量是相当的。
此外,公司产品可以随意形状裁切,还能调颜色和透明度,这为产品拓展到更多的应用场景提供了可能。比如说:可以用来为手机充电,也可以贴在车顶为汽车充电,更能来做卫星的太阳翼。尤其是它无需支架的特点,可以让它将收拢的体积缩得更小,比传统的体积减少25%-30%,重量减轻超70%。
4.公司如何考虑生存问题的?
刘学森:“志存高远、脚踏实地!”
随着太空能源战略的发布,对于卫星而言,能量来源的太阳翼在同样的发电功率要求下,重量越轻,火箭发射成本就越低。体积越小,空间利用率也就会越大。
我们将超薄柔性多结砷化镓太阳翼、超薄HJT柔性太空太阳翼和太空级卷对卷钙钛矿柔性薄膜太阳翼做一个成本方面的对比,以1兆瓦为例,砷化镓的生产成本约为8亿元,HJT的生产成本为5500万元左右,太空级钙钛矿的生产成本在1800万-3000万之间,成本优势非常明显。
可能有人会说,可是目前柔性砷化镓的实测效率约为30%,柔性钙钛矿的实测效率约为15%,柔性晶硅光伏的实测效率约为20%,这又该怎么对比呢?
业内有这样一个概念:单瓦综合成本,也就是说同样1瓦的发电效率所需要的总成本(包括生产成本和运费成本)是多少。目前柔性钙钛矿的单瓦综合成本是110元,柔性晶硅光伏的单瓦综合成本是220元,柔性砷化镓则是1041元。毫无疑问,柔性钙钛矿的单瓦综合成本是最低的,性价比最高。
公司针对太空可靠性进行了17个性能要素的设计,覆盖了综合强度、热真空稳定性、UV紫外稳定性、抗电子辐射性能、抗质子辐射抗性、太空原子氧抵抗力、极端温度热循环可靠性等。公司目前已经完成多项太空的可靠性试验,并且与多家卫星太空能源应用企业进行了对接。
今年9月份,公司会有一些样品去低轨卫星做测试。2028年,公司产品有望跟随航天院所的规划为算力卫星提供能源支持。
5.什么是脚踏实地呢?
公司在产品的应用场景上进行了多个方向的测试和落地。当前,公司成立了光伏消费品项目,最主要的产品就是光伏充电壳产品,今年1月中旬已经获得国内3C认证证书和欧盟CE认证证书。国内主打品牌为魔电宝,抖音、小红书、视频号、小程序均有官方店铺销售。
魔电宝仅从外表来看,就跟我们常见的手机壳一样,但是它竟整合进了一个3MM厚的微电站,是一个既能利用太阳能发电储电,又能PD直充储电、无线快充储电的隐形续航神器,可以解决消费者白天的电量缺口问题。尤其是人们在特殊的环境下,周边又没有电源的情况下,此时如果有这个充电壳,则可以让太阳照射充电,可以在关键时刻应急。
公司在没有大力宣传、没有请网红营销的情况下,凭借着短视频自营,目前全网已有超千万声量,接下来将开启直播,预计今年将会有超千万的营收。与此同时,公司产品进入海外的计划已经提上日程,并且部分相关认证资质已经取得。
同时,公司已服务多家多领域国内外头部品牌厂商,如:全球TOP5知名手机厂商、国内知名汽车厂商、灯杆企业等,产品应用将在手机、新能源车、低空飞行器、露营车、新型建筑等领域逐步放量!
6.公司拟融资3000万元
华碧光能从立项到独立,再到消费级产品魔电宝的销售,总投入已经接近亿元,高管和研发团队几乎人人持股,这源于公司上下对于公司未来的看好。
与此同时,公司还采用了科学的持股架构,通过合伙企业持股的形式,避免了企业未来投资人投资和退出
可能遇到的种种问题。
华碧光能当前拟募资额度是3000万元,其中,2000万元用于补充20兆瓦产线设备和洁净厂房的装修投资,1000万元用于运营周转及持续研发。
新的产线达产之后,公司年营收预计会达到8000万元,此时公司就可以实现扭亏为盈,并且产生千万元级别净利润。
未来5年,公司的总投入规划是3.6亿元,2031年公司的营收保守可达8亿元。
7.投融湾评论
华碧光能是一家非常低调、务实的企业,一步一个脚印,不贪多、不夸大。虽然他们选择的是万亿级星辰大海,但是依然会先想办法让公司实现正向现金流,时刻拥有底线思维,即使融资环境突然恶化,公司依然拥有生存下来的能力。
尽管马斯克的SpaceX选择的还是超薄HJT柔性太空太阳翼方向,但是马斯克明确表示要在2028年启动轨道太空AI数据中心首批部署,与此同时,将会试点搭载叠层钙钛矿产品。钙钛矿也是公司远期突破目标。
为什么钙钛矿才是马斯克的最终归属?因为它符合马斯克一直以来坚信的第一性原理,它可能给公司带来成本上断崖式下降。
马斯克其实是全球技术方向的风向标,未来会有越来越多的太空光伏企业转向钙钛矿方向。
所以,华碧光能接下来要做的就是让自己的产品不断进化,直到完全符合进入太空光伏供应链的资质,接下来就静等风来。未来,华碧光能或许将成为太空能源供应商中最亮的一颗星。
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