浅析双面晶硅太阳能电池专利布局

在当前全球气候变暖、能源短缺的严峻形势下，晶硅太阳能电池作为清洁能源越来越受到世界各国的重视。

由于晶硅太阳能电池的发电效率制约了太阳能电池的产业应用与发展，为了有效提高晶硅电池的转换效率，领域内研发人员通常会对电池的材料、结构、制备工艺等进行优化改进。近年来，为了提高电池转换效率，研发人员提出了一种新型的双面晶硅太阳能电池结构。双面晶硅太阳能电池的结构，通常是在晶硅基板的上下两侧形成光电转换层，使得电池的正面和背面都可以接受光照而产生电流，相比单面电池组件，双面太阳能电池可以有效地提高发电效率。本文中，通过对双面晶硅太阳能电池的专利布局情况进行全面的检索分析，为太阳能电池企业提供参考。

早在19世纪中期，相关研发人员已经开发出能够双面发光的太阳能电池。然而，受到制造成本、工艺、材料等技术水平的制约，相关研究进展缓慢。随着单面太阳能电池结构和材料的改进，间接地促进了双面太阳能电池技术的发展。从上世纪末至2007年，每年双面太阳能电池的相关专利申请量约二三十件左右。从2008年开始，随着中国在太阳能电池领域的大规模投入，相关专利申请量急剧上升，至2012年达到160余件。其后由于经济形势变化、产能过剩等影响，相关专利布局在2013和2014年出现缓慢回落。从2015年开始专利申请量触底回升，并超过了2012年的水平，其后几年专利申请量急剧上涨，2017年和2018年都超过了400件，是2012年专利申请量的2.5倍多。通过检索分析可见，自2014年以来，国外申请人在双面晶硅电池专利的申请量变化不大，而同期国内申请量大量增长，尤其是申请量排名前两位的江苏爱康实业集团有限公司（下称江苏爱康）、晶科能源控股有限公司（下称晶科能源），这两家公司的双面晶硅太阳能电池专利申请绝大部分都是在2014年之后提交的，可谓近年来该领域申请量急剧增长的主要推手。

申请量排名前十的申请人除上述两家公司之外，还包括LG、三洋电气、英利、阿特斯、常州天合等。上述公司都属于老牌的太阳能电池企业，属于行业领导者，然而近年来在双面太阳能电池领域的专利申请都有所下降。江苏爱康、晶科能源直到2014年左右才开始大规模布局双面晶硅太阳能电池，虽是后起之秀，但这两家公司的申请量却远远超过其它公司，均达到100余件。

江苏爱康是专业从事生产、销售太阳能电池板配件及系统的公司，成立于2006年，在广东、浙江等地成立了数家新能源公司，其在双面晶硅电池方向的专利申请主要集中于PERC双面晶硅电池结构、其制备方法以及电池组件等。

晶科能源也是专业从事生产、销售太阳能电池板配件及系统的公司，成立于2006年，晶科能源在双面晶硅电池方向的专利申请主要集中于N或P型晶硅电池的制作工艺以及电池组件、系统。

目前常见的晶硅电池主要结构包括HIT、PERC、IBC等几种形式，且都是由国外研发的，例如HIT技术属于日本三洋电气的发明，PERC电池来自澳大利亚的研究机构。不过，截至2018年底，国内申请人在双面晶硅太阳能电池领域的专利布局远远超过国外申请人，这主要归因于上述几种类型的太阳能电池技术的日趋成熟，以及国内对太阳能领域的大规模投入，使得相关企业加大了在双面晶硅电池方向的研发与应用。

目前从技术发展路线上看，双面晶硅太阳能电池的发展主要还是依赖于HIT、PERC、IBC等电池结构的发展。国内申请人在双面晶硅电池领域的核心技术仍依赖于国外研发，主要是针对国外研发技术进行的各种改进，专利申请主要涉及对工艺的改进、对光伏组件的设计、安装与应用方面。可以看出，尽管从产业投资和专利布局上看，近年来国内太阳能电池研发得到了迅速发展，但是仍处于产业链的中下游，核心技术含金量较低。同时，虽然涌现出一批优秀的光伏电池企业，但由于处于产业链尾端又受到企业技术路线选择失误或大规模投资导致的产能过剩的影响，企业很容易面临困局，出现难以生存甚至破产的局面。我国该领域企业如想在激烈的市场竞争中处于不败之地，仍需加强对行业核心技术的研发布局，加强对原创技术和原创材料的研发、对太阳能电池领域技术发展路线的监控，逐步转向产业上游，避免出现对技术发展路线的判断失误而直接导致企业出局的后果。