3.地域分布
通过地域分布分析可以得到分析对象在不同国家或地区技术创新的活跃情况,从而了解主要的技术创新来源国和目标市场,并可在此基础上考虑专利布局。
图5所示为N型晶硅太阳能电池中国专利全球地域分布以及国内省市排名前十。
由图5可知,中国申请人申请的N型晶硅太阳能电池相关专利主要布局在中国,仅有少数为国外专利,一方面说明我国N型电池技术的国际专利还很少,全球专利布局不够完善,海外专利市场有待开发;
另一方面说明,我国N型电池技术高质量专利申请还比较匮乏,需要从根本上提高专利申请的质量,并扩大保护范围。
由中国省市排名前十可知,江苏、浙江、陕西等在国内N型晶硅太阳能电池技术方面具有领先优势,其中江苏因拥有日托、天合光能、阿特斯、隆基乐叶等行业龙头企业,领先优势较为明显,可见江苏省申请人在晶硅太阳能电池技术领域的创新活跃程度较高。
图5 N型晶硅太阳能电池中国专利地域分布
4.法律状态
专利的法律状态一方面可以代表专利的技术创新水平,另一方面可以代表专利权人对该专利的重视程度,二者均可在很大程度上反映出专利的质量。
通过专利法律状态分析,可了解专利的当前权利状态以及失效原因,为专利价值或管理能力评估、技术引进或专利运营等决策行动、风险分析等提供依据。
图6所示为N型晶硅太阳能电池中国专利当前法律状态,其中授权专利为324件,进入实质审查的专利为249件,公开未授权专利11件,被驳回专利82件,撤回专利53件,未缴年费专利29件,期限届满专利4件,避重放弃以及放弃专利共5件。
图6 N型晶硅电池中国专利当前法律状态
授权专利占比较高,说明专利申请质量较高。另外,被驳回和撤回专利占比略高,约为17.8%。
针对这一问题,我国专利申请人在专利申请前首先应该做好专利检索工作,对自身技术的新颖性和创造性作出判断并针对现存或者可能出现的问题进行积极改进,提高专利申请的质量,避免重复性的技术研发投入;
其次还应注重专利撰写规范,避免影响到专利的保护范围和授权。
N型晶硅太阳能电池技术现状分析
以下从四方面分析N型晶硅太阳能电池技术现状。
1.各类N型晶硅太阳能电池专利占比情况
N型晶硅太阳能电池中国专利分类占比情况如图7所示。
同全球研究热点趋势相同,我国目前研究热点主要为HJT、IBC和TOPCon电池,这三种电池技术也是目前比较成熟、量产平均转化效率大于23%的N型电池技术。
PERT可以认为是最早的N型电池,但是与TOPCon等相比,从量产效率和成本上已不具备显著优势;
HBC在继承了IBC和HJT两者优点的同时,也保留了两者各自生产工艺的难点如设备昂贵、工序长、投资成本高、制程复杂、对工艺和设备精度要求高等,产业量产仍然面临一定的难题,因此这两类电池专利申请占比较小。
图7 N型晶硅太阳能电池中国专利分类占比
2.技术生命周期
专利技术生命周期是根据专利统计数据规制出的S曲线,通过对专利申请数量或获得专利权的数量与时间序列关系、专利申请人数量与时间序列关系等,反映专利技术所处的阶段周期性变化。
技术生命周期可以帮助申请人了解技术所处的具体发展阶段,并预测发展趋势或发展极限,从而进行技术管理或专利布局。
N型晶硅太阳能电池中国专利2012—2021年生命周期如图8所示(考虑到专利一般从申请到公开需要长达18个月的时间,生命周期在2021年出现失真)。
图8 N型晶硅电池中国专利生命周期
对应申请-公开态势,2015年以前,我国N型晶硅太阳能电池专利较少,基本处于萌芽期或技术引进阶段;2016年开始我国在N型晶硅太阳能电池方面技术有所增长但较为平稳;
2018年至今,产业投入了较大的研发力度,专利申请及申请人数量持续增长,总体可认为仍处于成长期,反映了我国在N型晶硅太阳能电池技术方面有所突破,
但由于N型技术面临着结构、产业化、高复杂性和高成本等方面的难题,与国外专利技术相比,仍然存在较大的上升空间。
3.技术构成
图9所示为N型晶硅太阳能电池中国专利技术构成,主要分布在H01L(半导体器件)领域,其次是C23C、H01B等大类,而在光伏技术全球专利申请的技术领域分布中,IPC大组分类主要集中在H01L大类,是光伏领域的核心技术。
图9 N型晶硅电池中国专利技术构成
4.技术功效
技术功效矩阵分析能够发掘专利技术所满足的市场需求,推动技术研发和竞争主体所关注的行业或市场的“痛点”和“痒点”,从而作为市场调研的补充信息,为后续技术研发提供方向。
对技术功效进行交叉分析,还能够摸清针对不同的市场需求目前已有的解决方案,辨明“热点”和“空白点”,从而为后续技术研发提供思路。
另外,专利技术功效价值度,主要对专利的技术领先程度等方面进行评估与分析,评价指标主要包括先进性、行业发展趋势、适用范围、配套技术依存度、可替代性、成熟度等,
专利技术功效价值度随着时间的推移或法律状态的变化而变化,有助于宏观地了解各类技术的应用价值,从而调整研发路线。
图10 N型晶硅电池中国专利技术功效矩阵
图10所示为N型晶硅太阳能电池中国专利的技术功效矩阵,可以看出其功效主要集中在提高N型晶硅太阳能电池的效率、降低生产成本和复杂性等方面,对应地,
N型晶硅太阳能电池中国专利技术功效价值度分析中,价值度较高的专利同样集中在这三个方面,如表2所示。
表2 N型晶硅太阳能电池中国专利技术功效价值度及专利数量
此外,依照专利技术功效价值度,从我国专利文献中筛选出重要文献10项(表3),对应表3我国N型晶硅太阳能电池专利现状及发展对策研究中重要专利的技术功效,N型晶硅太阳能电池的研究热点和未来发展趋势显而易见,即提高效率、降低成本、降低复杂性。
表3 重要专利文献
而降低损失以及提高电流的专利技术在H01B、H02S等大类中仍为空白点。
从我国N型电池专利基本情况来看:
我国N型晶硅太阳能电池技术专利申请整体呈现增长趋势;
国家电投、天合光能、爱旭、晶科等知名企业占据了优势地位,未来的技术提升空间以及市场空间会很大,但由于核心技术主要来源于美国、德国、日本、澳大利亚等发达国家,
我国N型晶硅太阳能电池相关专利主要是针对国外研发技术或工艺进行的各种改进,核心技术含金量不高,对原创技术和原创材料的研发、技术发展路线的监控需求迫切;
授权专利占比较高,说明专利申请质量较高;此外,国内存在明显的省市区域发展不平衡,且与发达国家相比,目前我国核心技术仍由国外引进,
且公开的专利技术还处于国内专利布局阶段,尚未很好地进行国际专利布局,存在专利预警意识缺乏、专利布局不合理等问题。
从我国N型电池技术现状分析来看:我国目前研究热点主要为HJT、IBC和TOPCon电池;IPC大组分类主要集中在H01L大类;从技术生命周期来看,N型太阳能电池技术正处于生长期,技术创新潜力巨大;
但N型太阳能电池发展目前的主要问题是技术限制;从技术功效来看,我国申请人致力于提高N型电池的效率、降低生产成本和复杂性等方面的技术问题。


