硅基太阳能电池专利分析

第１９卷　第４期２　０　１　２年８月 金属功能材料Ｍｅｔａｌｌｉｃ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｖｏｌ．１９，　Ｎ

ｏ．４Ａｕｇ

ｕｓｔ，　２０１２硅基太阳能电池专利技术现状及其发展趋势综述

马　圆，范崇飞，武建刚

（国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京１００１９０

）摘　要：本文从探究专利分布和布局的角度出发，选择硅基太阳能电池作为主题，通过标准的检索方式，使用关键词并结合国际专利分类号，对中国专利检索数据库中的中国发明专利申请进行了全面的检索，得到相关的发明专利申请，对上述数据进行细致的手工筛选分类，并作了深入的研究分析，揭示了我国硅基太阳能电池领域内发明专利申请的当前状况和未来的发展趋势。关键词：硅基；太阳能；光伏；专利布局；核心专利

中图分类号：ＴＭ９１４．４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－８１９２（２０１２）０４－００３９－０７

Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｐａｔｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

Ｒｅｌａｔｅｄｔｏ　Ｓｉ－ｂａｓｅｄ　Ｓｏｌａｒ　

ＣｅｌｌＭＡ　Ｙｕａｎ，ＦＡＮ　Ｃｈｏｎｇ－ｆｅｉ，ＷＵ　Ｊｉａｎ－ｇａｎｇ

（Ｐａｔｅｎｔ　Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ　Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｐａｔｅｎｔ　Ｏｆｆｉｃｅ，ＳＩＰＯ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　

１００１９０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｒｅｖｉｅｗｓ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｐａｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｐａｔｅｎｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｓｏｌａｒ　ｃｅｌｌ，ｅｘ－ｐｌｏｒｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｐａｔｅｎｔ　ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｓｅａｒｃｈｅｓ　ｕｓｉｎｇ　ｋｅｙ　

ｗｏｒｄｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｐａ－ｔｅｎｔ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ＰＶ　ｐａｔｅｎｔｓ，ｗｅ　ｃｏｎｄｕｃｔ　ａ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｍａｎｕａｌ　ｓｏｒｔｉｎｇ，ａｎｄ　ｍａｄｅａｎ　ｉｎ－ｄｅｐｔｈ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｈｉｃｈ　ｒｅｖｅａｌｓ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐａｔｅｎｔ　ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄ　ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｓｏｌａｒ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎ　

Ｃｈｉｎａ．Ｋｅｙ　

ｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃｏｎ；ｓｏｌａｒ　ｃｅｌｌ；ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ；ｐａｔｅｎｔ　ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ；ｋｅｙ　ｐａｔｅｎｔ作者简介：马　圆（１９７９．１０－），男，河南信阳人，硕士研究生，主要从事半导体领域的发明专利审查工作。Ｔｅｌ：０１０－

８２２４４４５５；Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａｙｕａｎ＿１＠ｓｉｐｏ．ｇｏｖ．ｃｎ．范崇飞（１９７９．０７－），男，河南南阳人，硕士研究生，主要从事半导体领域的发明专利审查工作。Ｔｅｌ：０１０－

８２２４４４６５；Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｃｆｈａｗｋ＠１

６３．ｃｏｍ． 为了应对日益严重的能源危机和环境污染，

越来越多的国家提出了低碳经济的发展战略。低碳经济的核心是清洁能源的研发利用和可再生能源的技术创新，目前主要集中在太阳能、核能、生物能等能源的开发和利用上。目前，我国的太阳能电池产量

位居世界首位［１］

，而在整个太阳能电池的市场中，半导体硅基太阳能电池占８０％以上［２］

。因此做好硅

基太阳能电池领域的专利技术分析，是一项服务于我国经济社会发展的重要工作。

硅基太阳能电池，从材料和形态上可分为如下几种：晶体硅太阳能电池，多晶晶圆太阳能电池，单

晶硅和多晶硅薄膜电池，非晶硅薄膜电池等［

３］

。晶体硅太阳能电池中，源自微电子器件制造的柴氏法（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ

）是常见的晶体生长方法，而区熔法则能降低复合损失。目前，厚度８０μｍ的硅晶圆，转换效率最高达到２８．８％。采用织构技术的多晶硅晶圆电池，在商业应用中转换效率达到１２％～１５％。采用薄膜技术的晶体硅和多晶硅太阳能电池能极大地降低原料用量，缩减成本，但受制于发光效率和成本等因素，目前该领域仍然处于初步发展阶段。非晶硅薄膜电池多采用等离子体化学气相沉积来成膜，在当前的光伏市场中占有８％～１０％的份额。

１　国内硅基太阳能电池专利技术统计分析

本文从探究专利分布和布局的角度出发，选择硅基太阳能电池作为主题，通过标准的检索方式，使用关键词并结合国际专利分类号，

对中国专利检索数据库中的中国发明专利申请进行了全面的检索，得到相关的发明专利申请量，对上述数据进行细致的手工筛选分类，并作了深入的研究分析，揭示了我国硅基太阳能电池领域内发明专利申请的当前状况和未来的发展趋势。１．１　总体申请量统计分析

在硅基太阳能电池领域，国内发明专利申请的数量保持了逐年增长的态势，如图１所示。截止到２０１０年９月１０日，总计有１１２２件中国发明专利申请，其中申请人为国内申请人的有７３６件，申请人为国外申请人的有３８６件

。

图１　硅基太阳能电池领域发明专利申请量逐年变化趋势Ｆｉｇ．１　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｐ

ａｔｅｎｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　Ｓｉ　ｓｏｌａｒ　ｃｅｌｌ从图１可以清楚地看出，外国公司较早地开始了在中国的发明专利布局，最早从１９８５年就在中国申请发明专利，并在此后的１９９６～２００１年这一中国公司申请专利的空白期，

积极的进行专利布局，截止到２００１年，已累计拥有１１３件专利申请，而同期国内申请人仅仅有２１件专利申请。

受惠于国家相关产业政策的大力扶持，国内各创新主体的申请量在“十一五”期间取得了井喷式的大发展。截止到２００７年，国内申请人的申请总量达到２９５件，基本与同期外国申请人的３１５件持平。２００８年，国内申请人的申请数量为１８９件，

并在２００９年达到顶峰的２００件，同时在总量上全面超越外国公司。

总体来看，目前该领域的专利申请仍然处于高增长的时期，

国内的光伏企业进入了大发展期，并且申请数量已经远超国外同行。但是与国外申请人相比，我国申请人在早期发明专利数量上还是相差很

大的，同时国内申请人的申请高峰（２００９年）迟于国外申请人的申请高峰（２００６年）达３年之久。这些都构成了我国企业发展的隐患。如果中国企业希望在该领域谋求发展，要注意规避早期外国公司设置的专利壁垒，

同时积极开发利用自有知识产权技术。另外，由于大多数发明专利申请都是自申请日起满１８个月方才进入文本公开程序，因此表现为在图１中最后几年专利申请数量显示出回落的趋势，这是因为本文检索的时候有一部分发明专利申请还没有公开，从而无法在数据库中统计到，导致最后几年统计到的发明专利申请数量少于实际的申请数量。

１．２　申请人国别统计分析

在硅基太阳能电池领域，各个国籍的创新主体都非常活跃。图２是在硅基太阳能电池领域，各国在我国申请发明专利的比例图，由该图可以看出我国申请人的发明专利申请有７３６件，占６５．６０％，具有绝对的数量优势。说明在政府的大力扶持和引导下，光伏产业发展比较快速，相关企业的专利意识日渐提高

。

图２　申请人国别分布

Ｆｉｇ．２　Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｙ　

ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｐｐｌｉｃａｎｔｓ在国外申请人中，日本有２０８件，占了总量的１８．５４％，超过了除中国外的其他所有国家的总和。考虑日本企业的专利策略应用远远早于我国的企业，国内的相关企业要高度关注日本这一我国在该领域的最主要的竞争对手的专利布局和发展动向。其他发达国家和地区中，美国有８４件申请，占了７．４９％，欧洲地区有６２件申请，占了５．５３％，

韩国有１９件申请，占了１．６９％，这些国家和地区在该领域也有较明显的优势，是我国企业在硅基太阳能电池领域的有力竞争对手。１．３　国内申请人类型统计分析

国内申请人的类型一般分为个人、科研院校和企业３种类型，笔者研究了这３种类型专利申请主体的申请情况。图３是申请单位的类型分布，在硅

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４金属功能材料 ２０１２年