中国太阳能电池专利状况分析及对策

我国太阳能电池专利状况分析及对策作者：周芳简介：太阳能电池是利用光生伏打效应直接将光能转变为电能的半导体器件，故又称光伏电池。

随着能源危机的加剧和环保主义的推进，发达国家纷纷斥资研发太阳能电池技术，大力推广光伏发电计划。

近年来，太阳能电池的技术工艺水平节节提高，市场需求不断扩大。

太阳能电池是利用光生伏打效应直接将光能转变为电能的半导体器件，故又称光伏电池。

随着能源危机的加剧和环保主义的推进，发达国家纷纷斥资研发太阳能电池技术，大力推广光伏发电计划。

近年来，太阳能电池的技术工艺水平节节提高，市场需求不断扩大。

预计2030年光伏屋顶、乡村发电、个人消费等领域的太阳能电池组件产量将达300GW，市值达2000亿欧元。

我国现已超越印度成为继日德美之后全球第四大光伏制造国，光伏产业正成为我国热点投资领域。

随着《京都议定书》的签订生效及一系列配套政策法规的出台，光伏产业引起了社会各界的进一步关注。

为保障我国单位GDP降耗减排目标的实现，促进我国光伏产业健康可持续发展，信息产业部电子知识产权咨询服务中心结合太阳能电池技术市场发展状况，对在我国申请的太阳能电池专利技术进行了检索分析，并就专利的保护与利用策略提出了建议，以期对产业发展有所裨益。

一、我国太阳能电池专利总体状况分析(一)整体专利发明比例超过50%，国内低于世界整体水平截止到国家知识产权局2006年12月31日公开的数据，本次共检索到太阳能电池及其组件专利共23 91条，其中发明专利1199件，实用新型1147件，外观设计45件，分别占申请总量的50.15%、47.97%和1.88%。

整体申请基本为发明和实用新型，发明专利申请数量稍占优，外观设计最少。

这与太阳能电池特点和技术发展情况足吻合的。

太阳能电池是一项技术难度较大的产品，发现光生伏打现象一个多世纪后，才由美国贝尔实验室研制出首枚可实用太阳能电池。

近年来，太阳能电池的研究点集中在寻找和引入新制作材料上，以提高和稳定光电转换效率，以美感为目的的构造设计则很少关注。

值得一提的足，国内的发明专利共525件，占发明总量的28.19%，其余70%左右均为国外申请人申请；实用新型共1122件，占实用新型申请总量的97.82%，国外仅申请了2件实用新型专利；外观设计专利共40件，占外观设计申请总量的88.89%。

从表1可以看出，国内的发明比例仅为31.12%，比50.15%的总体发明比例低近20个百分点，实用新型比例则比总体比例高近20个百分点，外观设计比例也相对偏高。

(二)中国申请人专利申请总量超七成经统计，我国申请人的太阳能电池及其组件专利总量共1722件(含中国台湾35件、中国香港17件)，占申请量的70.55%，处于绝对优势地位。

申请总量前5位的国家往后依次是日本378件、美国110件、德国66件、韩国30件。

各国申请人专利申请总量所占比例参见图1。

(三)以企业和个人申请为主，个人申请突出检索结果显示，企业申请或共同申请的太阳能电池及其组件专利量为1068件，个人的这一数字是98 5件，科研院所足460件，机关团体是7件。

进行太阳能电池技术研究要投入大量人力物力，企业作为技术创新的主体，专利申请量占据各类申请人榜首不难理解，但太阳能电池的个人申请专利量非常高。

进一步分析发现，985件个人申请中，有950件是国内申请人申请的，占个人申请总量的96.45%，占我国专利申请总量的56.31%。

另外，个人申请中70%以上为实用新型。

(四)1990年后专利申请量逐步上升由图2可以看出，1985专利法实施当年，在我国申请的太阳能电池专利量共37件。

主要申请人是夏普、三洋、松下、三菱等几家日本企业，以及中国的大学、科研院所和个人。

这说明1985年以前，社会各界已积极开展太阳能电池相关技术研究，并取得一定成果，日本企业更是一马当先，申请了较多专利，为其今后的全球太阳能电池市场霸主地位奠定了基础。

1986～1996年间，太阳能电池专利申请量一直呈低水平的缓增态势，1988、1994、1996年申请量还有所减少，这表明太阳能电池已经进入技术调整期。

1990午后，太阳能电池效率提高、成本降低，部分发达国家推出光伏计划，受这一系列因素激励，太阳能电池专利申请量有较大增长。

1997、1998年，太阳能电池专利开始以较大幅度增长，总量突破100件；尤其自2000年以来，专利申请量节节提高，2004年共申请397件，创造历史新高。

这一时期，太阳能电池技术已经相对成熟并具备大规模应用条件。

随着世界各国政府相继推出庞大的太阳能发电计划，如美国克林顿政府的“百万屋顶计划”、日本的“七万屋顶计划”、意大利的“全国太阳能屋顶计划”，造就了庞大的光伏市场，太阳能电池成为热点技术，专利申请量随之剧增。

由于发明专利从申请到公开可有18个月的时间，2005、2006年的部分专利申请尚未公开，因此图2显示的该年度数据要低于实际申请数据。

(五)太阳能电池制作工艺等核心专利较多图3是我国太阳能电池专利申请分布的主要技术领域。

从中可知，涉及太阳能电池及其组件制作工艺等核心技术的专利量最高，占总体比例的30.07%；光伏系统、并网发电、光伏屋顶等太阳能电池主要产业应用领域，也有一定量的专利申请；一系列技术门槛较低、实用性强的太阳能产品，如太阳能庭院、草坪灯、交通标志、广告牌灯，则有大量专利申请；近年主要研发热点，如染料敏化、化合物薄膜、有机等新型太阳能电池专利量虽然不多，表明其正处于技术萌芽与探索阶段，但其中也产生了部分基础专利，企业应重视这类信息的利用。

二、我国太阳能电池专利，PC小类分析IPC小类可以了解太阳能电池在具体技术领域的创新情况，表2依次列出了本次检索中专利申请量较高的7个IPC小类，足近年来太阳能电池创新活动比较活跃的技术领域。

图4显示了H01L和H02J 20年间的研发进展。

可以看出，H01L的专利量基数较大且增长很快，特别是2003午后出现大幅猛增，至今累计专利已达近千件。

这表明H01L足近年来太阳能电池领域的技术创新重点，并已形成一定的专利丛林。

如果企业想进入该技术领域，走自主研发之路将遭遇较高的专利壁垒，最好的办法是与该领域的技术领跑者合作，或者利用行业领先者的国外专利(且未在中国申请)进行开发投产。

H02J的专利增长则相对缓慢。

由图4可以看出，2000年以前，H02J的专利申请量都非常少。

2003年后，专利申请量明显增长，这表明H02J的技术已从最初的探索阶段向发展阶段迈进。

与H01L相比，H 02J经历同样的时期但技术进展却缓慢许多，这表明该领域的创新难度较大。

企业进入该领域，要具备较雄厚实力，才有机会成为这一行业的领先者。

图5是表2中3至7的IPC小类年度申请趋势。

可以看出，除A42B外，其余小类专利申请都呈整体上升趋势，H01M是增长最快的技术领域。

自1995年开始，该领域的专利量便呈现跳跃式增长，几乎每隔一年都会有较多专利产生。

尽管该领域的技术专利基数小、总量低，但增长势头十分强劲，说明该领域的技术创新活动非常活跃，足极有潜力的技术领域。

H02N出现专利申请稍晚于H01M，但也是极有发展潜力的技术领域，且增长趋势更加强劲。

另外，G09F、C23C等都足值得企业关注和投入的技术领域。

三、我国太阳能电池专利申请人分析(一)主要申请人分布在申请量位居前10名的申请人中，除了4家日本企业，其余6名申请人均来自我国(如表3所示)。

国内外申请人存在明显差异。

首先，申请人人数和申请总量不成比例。

尽管国内申请人数较多，但其申请总和仅为142件，与国外4家申请人212件的申请总和有一定差距。

其次，国内外申请人的类型差别较大。

日本申请人均为企业，其中三洋、夏普都足位居世界前列的太阳能电池生产商；我国的申请人则分别为4所大学、1家研究所和1名个人，无企业申请人。

对我国申请人的专利及技术情况进行调阅后发现，大部分科研院所的专利申请以发明专利为主，实用新型专利较少，专利技术水平较高。

(二)主要申请人申请趋势为了进一步考察各申请人的专利活动，本文选取了几个较有代表性的申请人考察其年度申请趋势(如图6所示)。

可以看出，各申请人的专利申请量总体呈增长趋势。

特别是，位居申请人首位的日本佳能株式会社专利申请量很早就出现了高增长，最近几年专利申请量则逐渐减少。

这是因为佳能的太阳能电池市场业绩一般，远不如夏普、三洋、三菱等日本公司。

2005年市场份额位于世界第六的德国肖特股份公司，200 2年之后才在我国大举进行申请，专利量增长非常明显。

由此可见，国外企业的专利申请具有很强的市场导向性。

(三)主要申请人的IPC分布图7是本次检索中部分主要申请人的IPC分布情况。

其中H部主要涉及太阳能电池的制作工艺、光电转换效率等核心技术；G部和C部主要涉及化学薄膜及有机等新型太阳能电池；F部主要涉及光伏发电系统，它是太阳能电池大规模推广应用的载体。

企业可以从中了解每个申请人的技术优势，并结合自身的情况开展合作交流。

例如，佳能株式会社的申请主要集中在H和G部，结合前文分析可知，某些擅长市场运作的本土企业，非常适合与佳能公司就太阳能电池核心制造工艺展开合作。

另外，我国科研院校具备很强的技术实力，比如复旦大学，在C部，即化合物薄膜太阳能电池领域的专利累积量足最高的，这类太阳能电池制造商或有意进军该领域的企业，可以与其展开合作。

四、我国太阳能电池专利发明人分析表4列出了主要申请人的发明人。

从该列表可以了解到这些发明人的创新能力和特点。

图8是主要发明人的专利分布领域，从中可以了解发明人的研发领域，为相关技术合作提供信息。

本文选取个人申请量最高的李毅、复旦大学的黄维、中科院化学所的林原、中科院等离子研究所的戴松元、王孔嘉，上海交通大学的曹其新、清华大学的赵争鸣以及南开大学的耿新华等进行了分析。

这些发明人主要是研究人员，跟踪他们的期刊论文，可以了解到更加丰富的技术内涵，将有助于企业技术开发人员对技术的理解与把握，以及立项内容和技术项目的可行性分析。

对于竞争公司而言，管理者也可以从中寻求合作伙伴，或进行猎头活动。

五、我国太阳能电池产业发展的专利对策建议在专利分析过程中，我们从企业层面就有关专利信息利用及策略制定提出了建议。

根据本次专利检索和分析结果，我们从产业层面对我国太阳能产业发展提出两点建议，供业界参考。

(一)加强专利转化利用工作，建立以市场为导向的专利申请机制我国的专利申请总量很高，并且以实用新型为主，在染料敏化等新型太阳能电池领域不乏质量较高的发明专利。

要加强我国太阳能电池专利的转化利用，一是有实力的企业应重视专利申请质量，建立以市场为导向的专利申请机制；二是应加强产学研合作，在技术水平较高的企业将大学及科研院所的发明专利产业化；三是实力较弱的中小企业可以通过向个人购买、许可等方式，以较低成本获取较多专利特别是实用新型专利，构筑知识产权保护网。