硅基太阳能电池专利分析

第１金属功能材料９卷　第４期Ｖｏｌ．１９，ｏ．４　Ｎ

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，２０１２年８月ＭｅｔａｌｌｉｃＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＡｕｕｓｔ０１２　　　　　　２ｇ

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：１００５－８１９２２０１２０４－００３９－０７

ＲｅｖｉｅｗｏｆＰａｔｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏＲｅｌａｔｅｄ　　　ｇｙ　

ＳｉｂａｓｅｄＳｏｌａｒＣｅｌｌｔｏ　－　　

，，ＷＵＭＡ　ＹｕａｎＦＡＮＣｈｏｎｆｅｉＪｉａｎａｎ　－　－ｇｇｇ

（，）ＰａｔｅｎｔＥｘａｍｉｎａｔｉｏｎＣｏｏｅｒａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆｔｈｅＰａｔｅｎｔＯｆｆｉｃｅＳＩＰＯ，Ｂｅｉｉｎ１００１９０，Ｃｈｉｎａ　　　　　　　ｐｊｇ　

：，ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅａｎｄａｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｓｉｌｉｃｏｎｂａｓｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｅｘａｔｅｎｔａｔｅｎｔ　　　　　　　　　　　　　　　　－ｐｐｐｐｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｅｄｄｏｃｕｍｅｎｔｓｔｈｒｏｕｈｓｔａｎｄａｒｄｓｅａｒｃｈｅｓｕｓｉｎｋｅｗｏｒｄｓａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｌｏｒｅｓａｔｅｎｔａ　　　　　　　　　　　　　－ｇｇｙｐｐｐ　　

，，ｔｅｎｔｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ．ＩｎｔｈｅｓｔｕｄｏｆＣｈｉｎｅｓｅＰＶｗｅｃｏｎｄｕｃｔａｃｏｍｕｔｅｒｓｅａｒｃｈａｎｄｍａｎｕａｌｓｏｒｔｉｎａｎｄｍａｄｅａｔｅｎｔｓ　　　　　　　　　　　　　　ｙｐｇｐ　，ｗａｎｉｎｄｅｔｈｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｎａｌｓｉｓｈｉｃｈｒｅｖｅａｌｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｅｌｏｍｅｎｔｓｔａｔｕｓａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔａｔｅｎｔ　－　　　　　　　　　　　　　ｐｙｐｙｐｐｔｒｅｎｄｗｉｔｈｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｉｎＣｈｉｎａ．　　　　　　　　　

：；；；；ｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｔｅｎｔＫｅｗｏｒｄｓｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｄｅｌｏｍｅｎｔｋｅａｔｅｎｔ　　ｐｐｐｐｙｙｙ　　

越　　为了应对日益严重的能源危机和环境污染，

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

１］

，位居世界首位［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

体硅太阳能电池中，源自微电子器件制造的柴氏法（）是常见的晶体生长方法，而区熔法则Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ

能降低复合损失。目前，厚度８转０μｍ的硅晶圆，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在当前的光伏市场中占有８％～１来成膜，０％的份额。

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

３］

。晶晶硅和多晶硅薄膜电池，非晶硅薄膜电池等［

，：作者简介：马　圆（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。Ｔ１９７９．１０－）ｅｌ０１０－

：＿Ｅ－ｍａｉｌｍａｕａｎ１＠ｓｉｏ．ｏｖ．ｃｎ．８２２４４４５５；ｙｐｇ，：；范崇飞（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。Ｔ１９７９．０７－）ｅｌ０１０８２２４４４６５－

：Ｅ－ｍａｉｌｆｃｆｈａｗｋ６３．ｃｏｍ．＠１

４０

金属功能材料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０１２年

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，使对中国专利检索用关键词并结合国际专利分类号，

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。截止到总计有１２０１０年９月１０日，１２２件中国发明专利申其中申请人为国内申请人的有７申请人为请，３６件，国外申请人的有３８６件

。

同时国内申请人的申请高峰（迟于国大的，２００９年）外申请人的申请高峰（达３年之久。这些２００６年）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同时积极开发利用自有知识产权技术。的专利壁垒，

另外，由于大多数发明专利申请都是自申请日因此表现为在起满１８个月方才进入文本公开程序，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各国都非常活跃。图２是在硅基太阳能电池领域，在我国申请发明专利的比例图，由该图可以看出我占６具国申请人的发明专利申请有７３６件，５．６０％，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１　硅基太阳能电池领域发明专利申请量逐年变化趋势Ｆｉ．１　ＣｈｉｎｅｓｅａｌｉｃａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｏｆＳｉｓｏｌａｒｃｅｌｌａｔｅｎｔ　　　　　　　ｇｐｐｐ

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年这一中国积极的进行专利布局，截止公司申请专利的空白期，

已累计拥有１而同期国到２００１年，１３件专利申请，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国内申请人的申请总量达大发展。截止到２００７年，基本与同期外国申请人的３到２９５件，１５件持平。国内申请人的申请数量为１并在２００８年，８９件，

同时在总量上全面超越２００９年达到顶峰的２００件，外国公司。

总体来看，目前该领域的专利申请仍然处于高国内的光伏企业进入了大发展期，并且增长的时期，

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

图２　申请人国别分布

Ｆｉ．２　Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｌｉｃａｎｔｓ　　ｇｙｐｐ　

在国外申请人中，日本有２占了总量的０８件，超过了除中国外的其他所有国家的总和。１８．５４％，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８占了４件申请，欧洲地区有６占了５韩国７．４９％，２件申请，．５３％，

占了１这些国家和地区在该领有１９件申请，．６９％，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

第４期　　　　　　　　　　　　　　　马　圆等：硅基太阳能电池专利技术现状及其发展趋势综述

４１

图３　国内申请人类型分布Ｆｉ．３　Ｔｅｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｌｉｃａｎｔｓ　　　ｇｙｐｐｐ

图５　国内不同类型申请人授权率

Ｆｉ．５　Ｇｒａｎｔｒａｔｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆａｌｉｃａｔｉｏｎ　　　　　　ｇｐｐ

基太阳能电池这一领域，国内的申请人一共申请了７３６件发明专利：其中个人申请了１２０件，占

科研院校申请了２占３企业１６．４２％；８３件，８．４０％；申请了３占４国内３３件，５．１８％。由该图可以看出，的企业为该领域发明专利申请的主体。个人申请相对较少，说明该领域非职务发明相对较少，该行业的进入门槛比较高。１．４　授权率统计分析

授权率是反映发明专利申请质量的重要指标，笔者选取了中国申请人和外国申请人，科研院校、企业和个人这两组对照组，对其申请的授权情况进行了统计分析

。

个人的授权率为５６５．０４％，７．３０％。

２　国内硅基太阳能电池各技术分支发

展状况

技术标　　通过收集整理国内外相关的学术论文、

准和产业规范，分析调查研发活动的热点难点，笔者对国内硅基太阳能电池专利文献进行了分类，划分出清晰的技术边界，得到了包含电极、抗反射层、表薄膜技术、模块和有源层及晶片制造这６个面织构、

技术分支。其中与电极技术相关的专利申请有１５３件申请，抗反射层技术分支有４表面织构７件申请，技术分支有１薄膜技术分支有２０４件申请，５１件申模块技术分支有２有源层及晶片制造请，２１件申请，技术分支有３硅基太阳４６件申请。上述数据表明，能电池的发明专利申请各技术分支比较合理，传统的有源层及晶片制造分支仍然是研究的重点，较新的薄膜技术分支也保持了旺盛的研究兴趣。对于模块、封装这类我国企业从事较多的领域，申请的数量也较多。

图４　国内、外申请授权率

Ｆｉ．４　Ｇｒａｎｔｒａｔｅｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｎａｌｉｃａｔｉｏｎ　　　　　　ｇｇｐｐ

２．１　电极专利技术发展状况

在硅基太阳能电池领域，电极技术分支主要包括与电极相关的技术主题，如电极浆料的丝网印刷，还可以包括其它与金属膜镀覆相关的技术主题。电极是太阳能电池中的关键结构，对制备价格低廉和高光电转换效率太阳能电池起着举足轻重的作用。电极的设计和制造须考虑金属电极材料的导电特性，与电池表面的接触特性，电极要与电池表面扩散层的表面状态、扩散薄层电阻以及扩散结深具有良好的匹配，要求遮光面积小，串联电阻低，与有源层能够形成良好的欧姆接触。

常见的形成电极的方法为来源于传统微电子产

４］

。在丝网印刷法中，业的丝网印刷［将包含规定图

国内外申请授权率对比方面，参见上面图４，在整个领域，申请的授权率为７２．３４％。国内申请人申请了７完成审查的有２其中３６件专利申请，６９件，授权率为６国外申请有１７３件得到授权，４．３１％；

完成审查的有２其中１３８６件，１９件，８０件得到授授权率为８权，２．１９％。外国申请人的授权率要高于中国申请人。

由于科研力量、申请动机等诸多因素的不同，不同类型申请人的申请质量也是不同的。图５示出了国内不同类型申请人授权率，显示了不同类型申请人的专利申请质量的差距。参见上面图表，科研院校的授权率为７３．６８％；企业的授权率

为

案的印刷掩模相对于载置台上的印刷对象设置，供

给包括电极材料的糊料后，用刮板将糊料展开，向印刷对象上孔眼部分供给糊料，最后根据电极材料的既定温度烧制糊料形成电极。埋栅（ｂｕｒｉｅｄｃｏｎ　－）也是形成电极的一种手段，能有效地减少遮蔽ｔａｃｔ

通常采用激光或化学腐蚀的方法形成并降低电阻，

沟槽，在沟槽内填充金属浆料并烧结，或者电镀金属膜填充。

在本技术分支，存在很多的核心专利，例如专利

［］

提出了一种电极结号为９５１２０９８３３的发明专利４，

从上述数值可以看出，在涉及抗反射层的技术领域，国内科研院所相对比较集中地进行该领域的专利申请。但是，该领域也不乏一些技术含量很高的专利或专利申请。例如申请号为２００７８００４９８３９２的发明

６］

，提供了覆盖有一层无机的溶胶－凝胶类专利申请［

型多孔层的基材，该基材有一系列２０ｎｍ～１００ｎｍ的封闭孔，用作光伏电池的外被覆基材，能对穿过基材中的太阳光的透射进行优化。以积分电流密度表与用无抗反射极透明玻璃制成的外示的组件效率，

基材的组件相比，提高了３．５％。２．３　表面织构专利技术发展状况

硅片的绒面结构是目前硅基太阳电池制备中的通常采用的一种结构，其构造的目的是减少入射光在硅片表面反射而损失的能量，增加透射能量。常见的织构通过对表面进行化学腐蚀或者喷砂处理。近年来，一些新的织构方法不断被提出，例如在基底表面上已经用金属晶态淀积物来形成非常细的金属晶体，来形成织构化表面。又例如核心专利９９８１３０３４６提出了一种使用二氧化硅颗粒来形成表７］

，该方法将织构层涂敷到玻璃基底面织构的方法［

或上基底的表面，织构层包括束缚在粘接材料中的颗粒为单一球形二氧化硅颗粒，直径范围织构颗粒，

为０．１～２μｍ。这种织构方法形成的织构非常光滑

和均匀，可以强化玻璃衬底，还能承受非常高的温度。

总体而言，该技术分支的文献量并非很多。通过分析该领域的申请人情况，不难发现各个申请人拥有的绝对数量都不多。按照申请量来排名，在７家专利申请量超过２件的公司中，其中６家是国内企业和科研院所，仅仅有一家是澳大利亚公司。从在涉及表面织构的技术领域，国上述数据可以看出，内企业是主体。

２．４　薄膜专利技术发展状况

薄膜太阳能电池，是与块材相对的器件类型，例如在玻璃衬底上通过溅射的方法沉积非晶硅薄膜，以非晶硅薄膜作为光吸收层，通常的成膜方法为ＰＥＣＶＤ沉积。薄膜技术相对于块材，极大地减少了原料的使用量，降低了成本。

薄膜太阳能电池的晶体结构可能为单晶硅、多非晶硅、纳米晶硅等。其中，单晶硅薄膜电池晶硅、

造价昂贵且难以大面积制作在非硅衬底上，目前仅限于实验室研究；多晶硅薄膜电池性能稳定且转换效率较高，但热处理工艺时间长，对衬底要求高，通常需要能够耐受高温的硼硅玻璃或陶瓷材料作为衬

构，该结构将导电粘接剂涂覆的电极通过导电粘接剂置于光电半导体层上，其中导电粘接剂由两层构成，导电粘接剂中包括的邻近电极的一层的软化点高于光电元件的最高热储藏温度。这种集电极能防止由潮湿引起的漏电，避免上下电极之间短路，避免防止涂料溶剂渗入到用导电粘结剂涂覆的电极中，串联电阻值增大。

［］

又例如专利号为９使６１１４４８３１的发明专利５，

用Ｎ型掺杂硅和铝来形成ＰＮ结背接触太阳电池，采用铝作为Ｐ型掺杂材料及Ｎ型硅本体层的欧姆

将铝合金结设置于电池的背面，减少了硅接触材料，

太阳电池的制造成本，但仍保持了相当高的太阳能把铝的长处和背接触电池的优点结合起转换效率，来了。

在该技术领域的研发活动比较活跃，申请量排是一向注重在中国专利布局的日名最靠前的两位，

本企业的三洋电机株式会社和东洋铝株式会社。另外，在９家中国申请人中，科研院校、企业和个人的申请数量分别是５件、从中可以看出，３件和１件，在涉及电极的技术领域，国内科研院所是专利申请的主体。

２．２　抗反射专利技术发展状况

抗反射层是太阳能电池中重要的功能层，主要起到增加对入射光吸收的作用。该技术分支还包括在电池背光面设置反光层或者钝化层等方式，从而提高电池在背光面的反射能力并改善对光线的捕获能力等方面。常见的减反射手段有如下几种：比如在电池表面设置减反层结构；在电池表面设置钝化层结构和减反层构成双层减反层结构；在电池表面设置多层减反层堆叠结构。

该技术分支相对成熟，通过分析该技术分支的申请人情况，不难发现各个申请人拥有的绝对数量都不多。按照申请量来排名，在５家专利申请量超过２件的公司中，有２家是国内的科研院校，１家是日本公司，还有１家是申请数量最多的韩国公司。

底，长时间运行后多晶硅膜还面临着材料改性的问题，因此此种薄膜电池现阶段尚不足以商业化推广；非晶硅薄膜电池在现阶段仍然是薄膜光伏市场上的主流产品和薄膜光伏产业发展的主要方向，目前，市场上８％～１０％的太阳能电池采用了非晶硅薄

３］

；膜［另外还存在微晶和纳米晶等新型结构，这些新

面。通过太阳能电池的模块化能够达到获得一定标称的工作电流输出功率；提高耐候性，延长工作寿命；提高力学强度等效果。常见的硅太阳能电池模块化的工艺过程为电池测试、正面焊接、背面串接、层压敷设、组件层压、修边、装框、焊接接线盒、高压测试、组件测试。

光伏建筑一体化（是该技术分支里热门ＢＩＰＶ）的应用技术，例如申请号２００９８０１４６０１０３的发明专

１０］

。该发明通过将太阳能直接并入建筑物利申请［

型结构不仅保持了较好的转换效率和光电稳定性，还能在对太阳能吸收光谱上与非晶硅薄膜电池形成很好的互补。

薄膜太阳能电池是我国专利技术的研发热点之一，在该领域，不管是国内的公司，还是跨国的半导体巨头，都密集地进行相关的研发。通过分析该领域的申请人情况可以看出，北京行者多媒体科技有限公司、佳能株式会社以及南开大学占据申请数量北京行者多媒体科技有限公司在申请数的前３位，

量上占有明显的优势，高校申请在该领域也占据着重要的地位。

核心专利方面，专利号为９７１９９４６７６的发明专

８］

，利［提供了一种用于形成由玻璃衬底支承的结晶

的构造过程中，极大地降低了成本。同时由于减少了对于日光照明的需要以及对于加热、通风以及空调系统的需要，所需的能量大大地减少。本发明还能美化建筑物。其具体方案为一种建筑物集成发电系统，包括多个单元式幕墙单元，适于作为建筑物结多个能量转换装置，集构的至少一部分的外部壳体；

成在所述多个单元式幕墙单元内；其中，所述多个能量转换装置适于将第一类型的能量形式转换成电能形式；所述多个单元式幕墙单元进一步限定并形成多个集成电气管道，所述多个集成电气管道适于承其中，载用于所述多个单元式幕墙单元的电气布线；发电系统被整体地并入所述多个单元式幕墙单元内。

通过分析该领域的申请人情况，可以发现日本企业在专利申请的绝对数量上有明显的优势。按照在专利申请量超过５个的申请人中，申请量来排名，

日本企业三洋电机株式会社、佳能株式会社、夏普株式会社占据了其中的３个位置，共具有２２份专利申请；美国的企业应用材料股份有限公司占据了１个具有６份专利申请，中国个人申请人占据了１位置，

个，具有９份专利申请；此外，中国其他３家企业和排名第６位。１个个人申请人各拥有３项专利申请，

从上述数据可以看出，在涉及模块的技术领域，主要申请人为国内外企业。

在上述国内外企业中，三洋电机株式会社最多，有１并且其专利申请的年度自１０个专利申请，９８５年至２跨度较长，技术领域主要集中在电池００８年，单元、阵列或面板的互联领域，在该领域的专利权具有较强的竞争力。另外一个占有专利申请量较多企业是佳能株式会社，拥有７份专利申请，其专利申请主要技术领域集中在硅太阳能电池互联以及聚光设但是在２备，００４年之后该公司停止了对于该技术领域专利的申请。作为唯一一家美国企业应用材料股份有限公司，拥有６项专利申请，但是其进入中国市场的时间较晚，其最早的申请出现在２多数００６年，

该方法包括以下步骤：在半导体材料的薄膜的方法，

玻璃衬底上，以非晶形态沉积半导体材料的薄膜；对形成结晶半导体材料；在处理半导体材料进行处理，

将衬底和半导体材料步骤中或者在处理步骤之后，

加热至衬底的应变点温度或者高于应变点的温度；在加热步骤之后，将衬底和半导体材料冷却至低于衬底应变点的温度。

主流的非晶硅薄膜方面，核心专利９８１０４４８９１

９］

，提出了一种制造光生伏打器件的方法［该光生伏

打器件具有通过叠加ｐ型半导体层、ｉ型半导体层和其中通ｎ型半导体层形成的ｐｉｎ结构的半导体层，

应力在过条件为频率在５０和２４５０ＭＨｚ之间、０．００１和０．５Ｔｏｒｒ之间以及制造功率密度在０．００１

３

／和０之间的高频等离子Ｃ形成ｉ型半．５ＷｃｍＶＤ，导体层。该发明通过减少形成ｉ型非单晶硅层或特别是ｉ型微晶硅层所需的时间，来抑制ｎ型半导体层或ｐ型半导体层中如磷和硼等掺杂剂扩散的负面效应。能够改善短路光电流和开路电压，同时降低光照射后特性变坏，以改善光生伏打器件的转换效率和制造这种器件的生产率。２．５　模块专利技术发展状况

硅基太阳能电池的模块化是指将多个电池单元（）串联或并联在一起，同时将太阳能电池安装在ｃｅｌｌ

）。主要包括支架、支撑框架上，构成模块（ｍｏｄｕｌｅ聚光、固化、测试、框架、布局、层叠、封装等几个方

专利的申请日集中在２主要领域集中００７～２００８年，在太阳能电池生产方法和设备阶段。在申请人排名中，李毅拥有９件专利申请，排名第２，其申请主要集中在２主要技术领域是太阳能００４年至２００９年，电池应用和封装领域。

２．６　有源层及晶片制造专利技术发展状况

本技术领域为太阳能电池的传统技术分支，包括有源层或光电转换层及其相关的掺杂或扩散、波以及太阳能电池用单长转换层或滤波层或钝化层，晶硅片或多晶硅片衬底等。

扩散掺杂是半导体中常用的技术手段。在硅太阳电池领域，由于杂质在硅太阳能电池中会与其它元素如氧等形成深能级复合中心，这将降低少数载流子的寿命，从而导致太阳电池的效率降低。如何是这一减少因掺杂而带来的光生载流子复合问题，技术分支的热点。例如专利申请２００９８０１２８２０１７提

１１］

，该半导体器件的衬底表面出了一种掺杂的方案［

光波，并将其转换为与硅材料禁带宽度相当的光波以被硅材料吸收；或者将具有不同禁带宽度的薄膜设置为叠层结构，以吸收不同波长的光波，并将其转换为光电子等。

直接拉出带状的晶体，被认为是降低总体成本的一种有效手段。例如，专利号为００８０６８７３９的发

１２］

，使得籽晶能定位于用明提供的一种装置和方法［

于在生长带状晶体的熔体的准确位置中；并且在晶通过使用连续提拉装置，可以连续提体开始生长后，

拉带状的晶体以制备出纵向延伸的晶体。

通过分析该领域的申请人情况，发现排名前两位的申请人在数量上拥有绝对优势，排名第一的申请人专利申请量是第二名的１第二名是第三．５倍，名的２倍，而从第三名到第十名之间仅有一件差距。按照申请量来排名，在专利申请量排名前十位的公司中，中国申请人达到了７位，其中３家公司申请总个人申量为２５件，３家科研院所申请总量为１５件，请为６件；在外国公司中，日本公司占据两席，其申请总量也达到了２并且其中一家日本企业“佳５件，位居申请排行的榜首，而美国公司仅有能株式会社”

一席。从上述数据可以看出，在本技术领域，国内公司和日本公司是申请主体。

２．７　专利技术布局状况

行业内的大企业，特别是跨国大公司，往往是业界科研的标杆。通过分析专利申请量领先的公司的专利布局情况，不仅能够合理的规避专利陷阱，更能指导公司发展方向

。

包含以掺杂物掺杂至第一掺杂程度的绒面区域，以及形成网格线，并且以掺杂物掺杂至比上述第一掺杂程度更大的第二掺杂程度的非绒面区域。通过这样的设置，受光区域中的较小的掺杂密度产生较少选择性射极区的由于电子空穴复合而损耗的蓝光，

域中的较高掺杂密度允许与耦合到多个射极区域的金属网格的更好的接触。

利用太阳光谱中不同波段的光波，也是一条重要的提高电池材料对太阳光谱吸收率的可循途径。比如制造波长转换层或量子点阵，吸收特定波长的

图６　重要申请人各技术分支申请量分布图

Ｆｉ．６　Ｂｕｂｂｌｅｃｈａｒｔｏｆａｔｅｎｔｄｅｌｏｍｅｎｔｏｆｌｅａｄｉｎａｌｉｃａｎｔｓ　　　　　　ｇｐｐｙｇｐｐ　

　　图６示出了专利申请人各技术分支申请量的气泡图，纵轴为申请人，自上而下依次为申请量排名前十位的申请人，横轴为各技术分支，气泡的大小表示了相应的申请人在该技术分支的申请数量。该图直观地展示了大公司的技术布局图。以佳能株式会社为例，其研究的范围覆盖了所有的６个分支，充分显示了其行业领军者的地位。另外其研究的重点集中在薄膜技术这一较新的技术领域，以及有源层和晶说明其专利的布局慎重合理，片制造这一传统领域，具有可持续发展的前景。

术领域。可喜的是国内公司也开始从一味简单地追求数量，向注重整体布局转变。例如，以垂直一体化业务模式而著称的常州天合光能有限公司，其专利技术在一定程度上也实现了全产业链覆盖。

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利，ＮＯ：ＣＮ１１３１８２４Ａ，１９９６－０９－２５．

［］丹尼尔·Ｌ·迈耶．一种铝合金结自对准背接触硅太阳电池的５

结构和制造工艺［中国专利，Ｐ］．ＮＯ：１１５８０１１Ａ，１９９７０８２７．－－［］Ａ·休格纳德等．多孔层、它的生产方法及其应用［中国专６Ｐ］．利，ＮＯ：ＣＮ１０１６２６９８９Ａ，２０１００１１３．－－［］季静佳，施正荣．玻璃的二氧化硅膜织构化［中国专利，７Ｐ］．ＮＯ：ＣＮ１３２５５５０Ａ，２００１１２０５．－－［］季静佳，施正荣等．处理半导体薄膜的方法及利用此方法所制８

造的半导体器件［中国专利，Ｐ］．ＮＯ：ＣＮ１２３６４８１Ａ，１９９９１１２４．－－［］西元智纪．光生伏打器件、光电换能器及其制造方法［中国９Ｐ］．专利，ＮＯ：ＣＮ１１９１３９５Ａ，１９９８０８２６．－－［］·布里西亚等．建筑物集成发电系统、方法及其组件［中１０ＪＰ］．国专利，ＮＯ：ＣＮ１０２２７３０６０Ａ，２０１１１２０７．－－［］１１Ｂ·阿迪比等．使用小面化和离子注入的太阳能电池制造［Ｐ］．中国专利，ＮＯ：ＣＮ１０２１５０２７７Ａ，２０１１０８１０．－－［］藤田健太郎等．结晶的连续提拉方法和装置［中国专利，１２Ｐ］．ＮＯ：ＣＮ１３４９５６９Ａ，２００２０５１５．－－

收稿日期：２０１２－０３－０１

３　结束语

从上面对发明专利申请的统计分析可以看出，国内硅基太阳能电池专利技术存在如下特点：首整个光伏产业进入大发展时期，申请量逐年上先，

升，尤其是在近年来形成井喷之势。外国公司较早国内单位虽然技地开始了在中国的发明专利布局，

术起步较晚，但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”期间取得并于２了较大发展，００９年在总量上全面超越外国公司。不足的是，我国申请人在早期发明专利数量上这些早期专利可能与外国公司相比还是相差很多，构成了我国企业发展中的专利壁垒。

其次，在硅基太阳能电池技术领域，有实力的公在自己具有优司越来越重视专利申请的整体布局，

势的子领域集中研发力量，进行专利技术深耕。例如佳能株式会社研究的范围几乎覆盖了所有的子技