光伏電池組件是決定光伏電站發(fā)電效率的最關(guān)鍵因素，更是占據(jù)了光伏電站建設(shè)成本的半壁江山。恰逢我國光伏電池組件產(chǎn)品在美歐遭遇反傾銷訴訟，特約請工業(yè)和信息化部電子知識產(chǎn)權(quán)中心的專家，對光伏電池組件行業(yè)的專利總體狀況進(jìn)行分析，并對典型的訴訟案例進(jìn)行解析，意在警醒國內(nèi)光伏企業(yè)加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)儲備，為開拓新興市場及早進(jìn)行專利布局。

現(xiàn)狀：中國專利申請量增長最快

2006年我國的專利申請量就已經(jīng)超過美國和歐洲，躍居三個地區(qū)之首，2010年專利申請量更是比2009年增加了一倍。

隨著石油、煤炭等一次能源的消耗,儲藏量逐年減少，二次能源和清潔能源的發(fā)展成為了必然要求。在這種形勢下，太陽能作為一種取之不竭的清潔能源得到了廣泛的應(yīng)用。光伏電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。不論是獨立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池組件(太陽能電池板)、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件。太陽能電池組件主要由太陽能電池片、鋼化玻璃、EVA、背板、接線盒以及鋁合金邊框等構(gòu)成。由于單片太陽能電池片的電流和電壓都很小，需要把他們先串聯(lián)獲得高電壓，再并聯(lián)獲得高電流，然后通過一個二極管輸出，再用鋼化玻璃、EVA及TPT熱壓密封，周邊加裝鋁合金邊框，使其具有抗風(fēng)、抗冰雹、安裝方便等特性。這個整體稱為組件，也就是光伏組件或太陽能電池組件。

太陽能電池組件的種類較多，一般有以下幾種分類。按照用途的不同可分為普通型太陽能電池組件和建材型太陽能電池組件；按照封裝材料和工藝的不同可分為環(huán)氧樹脂封裝電池板和層壓封裝電池組件;根據(jù)電池片所用材料的不同，可分為碲化鎘薄膜太陽能電池組件、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件、單晶硅太陽能電池組件、多晶硅太陽能電池組件等。光伏電池組件的制造可以分為電池片制造和電池片外圍制造。電池片制造是專指電池片的制造，如硅層、玻璃襯底等。而電池片外圍制造是指接線盒、邊框等外圍的制造，以及由這些部件與電池片一起，經(jīng)過串并連接封裝而成的過程和方法，如邊框設(shè)計、組裝流程等。

由右下餅圖可以看出，在全球5383件專利申請中，在中國申請的專利數(shù)量最多，占中美歐三地區(qū)全部申請量的45%，美國次之，為36%，歐洲最少，占19%。而在中國申請的專利中，發(fā)明專利占63%，為1524件，實用新型專利占37%，為908件。

專利申請中，中國占45% 美國占36% 歐洲占19%

中國作為光伏電池組件生產(chǎn)的后起之秀，已經(jīng)超越其他國家成為最大的生產(chǎn)大國。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，企業(yè)在中國的專利申請量也逐漸上升。另外，中國的企業(yè)以組件加工為主要業(yè)務(wù)，組件組裝等屬于下游環(huán)節(jié)，中國企業(yè)的大量介入，也是專利申請量大的原因之一。

美歐地區(qū)專利申請開始較早，發(fā)展平穩(wěn)，專利申請量逐年上升，從2007年開始專利申請量出現(xiàn)大幅激增。而中國的專利申請起步較晚，2005年以前僅有極少量的專利申請，然而2006年的專利申請量就已經(jīng)超過美國和歐洲，躍居3個地區(qū)之首，在2010年專利申請量更是比2009年增加了一倍。中美歐3個地區(qū)的專利申請都有所增長，中國的專利申請量增長最快，量也最大。

在2005年以前，主要發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有支持光伏發(fā)電的政策。旨在減少溫室氣體排放的《京都議定書》于2005年2月16日正式生效。歐盟、日本以及未簽字的美國等發(fā)達(dá)國家，都積極發(fā)展可再生能源，這期間的專利申請主要以歐美地區(qū)為主，因為這些地區(qū)是光伏電池的主要生產(chǎn)地和主要市場。而中國對太陽能電池的研究起步于1958年，20世紀(jì)80年代末期，國內(nèi)先后引進(jìn)了多條太陽能電池生產(chǎn)線，使中國太陽能電池生產(chǎn)能力由原來的3個小廠的幾百kW一下子提升到4個廠的4.5MW，這種產(chǎn)能一直持續(xù)到2002年，產(chǎn)量則只有2MW左右。2002年后，歐洲市場特別是德國市場的迅速擴(kuò)大給中國光伏產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。在世界光伏市場的強(qiáng)力拉動下，中國太陽能電池制造業(yè)通過引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新，獲得了長足的發(fā)展。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展刺激了專利申請的增長。

歐美中三個地區(qū)的專利申請主要集中于CIS(銅銦硒)/CIGS(銅銦鎵硒)薄膜電池、晶體硅電池和聚光電池。而柔性電池、異質(zhì)結(jié)電池和有機(jī)電池，申請量占比不多。從申請數(shù)量來看，薄膜電池組件已逐漸成為主流研發(fā)熱點。而在薄膜電池專利申請量中，以CIS(銅銦硒)/CIGS(銅銦鎵硒)薄膜電池和聚光電池的申請量占比最大。另外，咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測2016年，全球CIGS電池的產(chǎn)能，將達(dá)到200億元人民幣左右，成為最大規(guī)模薄膜電池產(chǎn)業(yè)之一。

國內(nèi)申請人申請的專利主要集中于多晶硅電池、聚光電池和CIS(銅銦硒)/CIGS(銅銦鎵硒)薄膜電池，可見國內(nèi)申請人主要申請多晶硅電池領(lǐng)域的專利，其次為聚光電池和CIS/CIGS薄膜電池，光伏電池發(fā)展主要以晶體硅為主。

近年來，中國大量企業(yè)介入晶硅電池行業(yè)，主要生產(chǎn)組件，而在銅銦鎵硒薄膜光伏電池、碲化鎘薄膜光伏電池、有機(jī)太陽能電池前瞻性研究上投入較少。與美歐地區(qū)比較，中國偏向于成熟產(chǎn)業(yè)的制造，而在預(yù)研方面投入少。

太陽能電池組件可分為電池片制造和外圍制造兩部分。電池片生產(chǎn)完成后，還需要與一些外圍設(shè)備進(jìn)行組合封裝。電池片外圍制造的部件和方法包括組件結(jié)構(gòu)、電池片連接、組件安裝、電極制造、層壓、吸收層、疊層結(jié)構(gòu)、中間膜、散熱部件、背板、邊框、接線盒、焊接以及檢測方法等。組件結(jié)構(gòu)方面的專利居多，占比為59%，電池片連接占21%，組件安裝占3%，電極制造占3%，余下類別專利占比較少。其中，組件結(jié)構(gòu)方面的專利主要涉及組件整體的封裝方法和結(jié)構(gòu)，光伏企業(yè)在這一方面專利產(chǎn)出較多，電池片連接專利涉及電池片連接方式的技術(shù)，組件安裝涉及組件的安裝和加固技術(shù)，電極制造涉及電極結(jié)構(gòu)和制造方面的技術(shù)。在焊接工藝、組件接線盒、組件檢測方法、組件邊框和組件背板方面，由于技術(shù)比較固定，不屬于組件生產(chǎn)廠商的強(qiáng)項，創(chuàng)新較為困難，因此專利產(chǎn)出較少。

在中美歐3地區(qū)專利申請排名前10的公司中，有5家日本企業(yè)、3家中國企業(yè)、一家美國企業(yè)和一家韓國企業(yè)。其中常州天合和CSI阿特斯都是外資公司。從數(shù)據(jù)可以看出，光伏電池組件領(lǐng)域中的大量專利都掌握在日本企業(yè)和美國企業(yè)手中。

三洋電機(jī)于1947年成立，現(xiàn)在隸屬于松下(Panasonic)集團(tuán)。1997年三洋推出內(nèi)置異質(zhì)結(jié)面薄膜(HIT，Heterojunction with Intrinsic Thin layer)技術(shù)，其效率僅次于太陽能技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)Sun Power的太陽能電池效率。HIT太陽能電池為三洋電機(jī)采用自家特殊結(jié)構(gòu)、結(jié)合結(jié)晶型及薄膜型特點研發(fā)而成的太陽能電池。三洋一直致力于HIT太陽能電池的研究，并取得了顯著成效。

佳能(Canon)是全球領(lǐng)先的生產(chǎn)影像與信息產(chǎn)品的綜合集團(tuán)，成立于1937年。2007年，佳能收購了有機(jī)EL(OLED)顯示器制造廠日本TOKKI。TOKKI主要從事有機(jī)EL顯示器制造裝置和薄膜太陽能電池制造裝置的開發(fā)、制造及銷售。目前Canon Tokki Corporation的業(yè)務(wù)之一是制造生產(chǎn)薄膜光伏電池的設(shè)備。

夏普公司(Sharp Corporation)是一家日本的電器及電子公司，創(chuàng)業(yè)于1912年。太陽能電池本部是夏普目前在日本的6大生產(chǎn)部門之一。夏普在太陽能電池方面的研究處于行業(yè)前列。2012年6月，夏普公司宣布研發(fā)成功轉(zhuǎn)換率達(dá)43.5%的太陽能電池。2012年12月，夏普公司還宣布研制成功轉(zhuǎn)換率為37.7%的3接面太陽能電池(Triple Junction Compound Solar)。

在前10位申請人中，國內(nèi)申請人占了6位，分別為常州天合光能有限公司、阿特斯、無錫尚德、英利集團(tuán)有限公司、福建鈞石能源有限公司和江西賽維LDK。日本申請人占了3位，分別是三洋電機(jī)株式會社、夏普株式會社和佳能株式會社。美國申請人僅1位，即杜邦。對比光伏產(chǎn)能情況來看，2010年全球產(chǎn)能排名前10的尚德、夏普、英利、天合和阿特斯在華申請專利居多。

常州天合光能有限公司(Trina Solar Limited，TSL)自1997年成立以來，一直是中國光伏行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。天合光能的產(chǎn)品覆蓋歐洲多個國家(如德國、西班牙、意大利、荷蘭、法國和比利時)。

CSI阿特斯(Canadian Solar Inc)是一家在加拿大注冊的光伏公司。主要業(yè)務(wù)為太陽能轉(zhuǎn)換成電能的光伏產(chǎn)品的研發(fā)、制造、銷售和售后服務(wù)。自2001年以來，CSI阿特斯先后在中國建立了3家獨資企業(yè)：CSI阿特斯光伏電子(常熟)有限公司，CSI阿特斯光伏科技(蘇州)有限公司，CSI阿特斯太陽能光電(蘇州)有限公司。CSI阿特斯主要生產(chǎn)在住宅、商用、工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的太陽能光伏產(chǎn)品及太陽能發(fā)電應(yīng)用產(chǎn)品，并為其他光伏廠商進(jìn)行OEM加工。

無錫尚德太陽能電力有限公司(簡稱尚德電力)由施正榮博士于2001年1月建立，是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的外商獨資高新技術(shù)光伏企業(yè)，主要從事晶體硅太陽能電池、組件、光伏系統(tǒng)工程、光伏應(yīng)用產(chǎn)品的研究、制造、銷售和售后服務(wù)。但尚德電力于2013年3月18日申請了破產(chǎn)重組。

注：檢索時間范圍：專利文獻(xiàn)公開起止日期為1991年1月1日~2012年6月30日。由于專利從申請到公開有一段時間，最近2年的數(shù)據(jù)會比實際數(shù)據(jù)要少。檢索地區(qū)范圍：中國、美國以及歐洲專利局。

太陽能電池組件專利地區(qū)分布

建議：積極開拓大洋洲和非洲市場

國內(nèi)企業(yè)應(yīng)積極在大洋洲、非洲、北美的墨西哥和南美洲等新興市場進(jìn)行專利布局，尤其是在光伏組件安裝方面。

通過對中美歐及日本光伏電池組件專利情況的分析，我們認(rèn)為：

1. 2004年后，光伏電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模和專利申請量均迅速增長

2004年以來，光伏產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，2004年光伏電池產(chǎn)量第一次達(dá)到1000MW，2008年較上年增長了89%;2009年全球光伏電池生產(chǎn)達(dá)10700MW(10.7GW)，比上年增長51%。隨著產(chǎn)業(yè)界的繁榮，專利的申請量也在逐年增長。1998年專利的申請量比1997年增加了一倍，而到了2004年以后，專利的申請量更是呈現(xiàn)指數(shù)型增長。

2.美日企業(yè)是專利申請的主要力量

從全球?qū)＠纳暾埲朔植伎梢钥闯?，排名?0的公司中，有5家日本企業(yè)和一家美國企業(yè)。從數(shù)據(jù)可以看出，光伏電池領(lǐng)域中的大量專利都掌握在日本企業(yè)和美國企業(yè)手中。2005年以前，世界光伏電池制造主要集中在日本、德國、美國、西班牙等發(fā)達(dá)國家，其中日本2005年光伏電池產(chǎn)量達(dá)到833MW，占據(jù)了世界光伏市場份額的近半壁江山。通過對三洋電機(jī)、佳能和夏普3家日企的深入分析，發(fā)現(xiàn)佳能在2000年以前申請了大量專利，但從2000年以后逐漸撤出太陽能電池業(yè)務(wù)，近幾年專利申請量都為零。三洋和夏普作為日本4大太陽能光伏組件供應(yīng)商之一，專利申請量逐年增加。

3.2004年后在華專利申請增長迅猛，中國已成為專利重點布局區(qū)域

2004年~2010年間，在華專利申請量迅猛增加，中國已成為光伏電池組件專利布局的重點地區(qū)。中國地區(qū)的專利申請量占據(jù)首位，45%的比例超過美國地區(qū)近10%。從技術(shù)分類來看，光伏電池組件制作方面的專利占據(jù)了絕大部分比例，為光伏電池領(lǐng)域的主要技術(shù)點。

4.組件安裝領(lǐng)域?qū)＠V訟高發(fā)

光伏電池組件訴訟集中在組件安裝領(lǐng)域，涉訴專利同族布局廣泛。從案例涉及的專利看，集中在易于發(fā)現(xiàn)和模仿的組件安裝領(lǐng)域，而不是技術(shù)門檻較高的電池片制作領(lǐng)域。美國是訴訟高發(fā)的地區(qū)，我國企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)在美國市場的專利布局，并加強(qiáng)對美國企業(yè)專利布局動向的關(guān)注。

5.國內(nèi)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)專利儲備，并積極開拓大洋洲和非洲等新興市場

面對市場環(huán)境的惡化和大量專利的在華布局，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)提高國內(nèi)申請專利質(zhì)量，加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)儲備。在國內(nèi)太陽能電池及其組件專利中，國內(nèi)本土發(fā)明專利占發(fā)明專利申請總量不足60%，其余發(fā)明專利均來自國外企業(yè)。而在實用新型專利申請上，我國企業(yè)卻占到98%以上。此外，光伏建筑一體化已成為重點研究領(lǐng)域，應(yīng)注重該領(lǐng)域內(nèi)的專利申請，以搶占知識產(chǎn)權(quán)制高點。

目前中國企業(yè)在美國和歐洲均遭遇反傾銷訴訟，市場環(huán)境惡化，勢必需要尋找新的市場。日本，澳大利亞和非洲是可以考慮的重點市場。日本市場方面，本土企業(yè)的專利實力不菲，難度較大。而在澳大利亞和非洲，目前還不是主要戰(zhàn)場。但是國外企業(yè)在這些地區(qū)已經(jīng)有專利布局，澳大利亞446篇、日本1305篇、墨西哥101篇、南非59篇。國內(nèi)企業(yè)應(yīng)積極在大洋洲、非洲、北美的墨西哥和南美洲等新興市場進(jìn)行專利布局，尤其是在光伏組件安裝方面。

案例分析

隨著近年來太陽能電池組件專利的迅速增長，以及全球市場環(huán)境的惡化，光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專利訴訟呈現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢。企業(yè)發(fā)起訴訟，其目的可能是：維護(hù)正當(dāng)利益，獲得賠款;擴(kuò)大自身的影響力;將競爭對手趕出市場或者打壓對手的市場份額;警示威脅競爭對手，阻擋其擴(kuò)張;獲得交叉許可;使對手的專利無效。專利訴訟已成為企業(yè)的競爭手段之一。以下是近年來發(fā)生的兩起訴訟案例。

案例一：西屋太陽能vs

阿特斯和Zep Solar

涉訴專利為US7406800以及US7987641，這兩項專利的名稱都是“太陽能電池板的安裝系統(tǒng)”，專利發(fā)明人為Barry Cinnamon以及Emanuel Levy，專利所有權(quán)屬Westinghouse Solar的子公司Andalay Solar。這兩項專利主要涉及多個太陽能板的連接技術(shù)，并透過電氣接地設(shè)計可降低能源輸送時產(chǎn)生的損耗，主要用于簡化太陽能電池板的安裝以及降低安裝成本。該337調(diào)查于2012年6月28日達(dá)成和解。

西屋太陽能和Zep Solar的專利糾紛歷來已久。早在2009年10月20日，Westinghouse Solar的前身Akeena Solar公司曾以專利US7406800向Zep Solar提出訴訟。而Zep Solar向美國專利局要求復(fù)審專利US7406800，專利無效審查請求成功地削減了專利US7406800的專利權(quán)項12項中的9項專利權(quán)要求，之后，針對剩下3項專利權(quán)項，Zep Solar提出了第二次復(fù)審，目前復(fù)審尚在進(jìn)行中。

案例二：Blue Sunny Skies vsPV Thermal Solar

2012年6月26日，設(shè)立于美國特拉華州的3家公司Blue Sunny Skies、Sun Energy Partners I(前身為McConnell Energy Solutions)以及Blue Solar向特拉華州聯(lián)邦地方法院提起專利侵權(quán)訴訟，控告PV Thermal Solar、MJM Fabrications以及個人Dave Lewenz侵犯Blue Sunny SkiesLLC所擁有的太陽能面板系統(tǒng)架設(shè)專利US6968654B2，并涉及不當(dāng)?shù)美c民事侵權(quán)行為等。這是一起多家公司聯(lián)合控告多家公司的集體訴訟行為。

專利US6968654B2名稱為“太陽能面板架設(shè)結(jié)構(gòu)、太陽能面板系統(tǒng)以及其制造與裝設(shè)方法，于2005年11月29日授權(quán)，發(fā)明人是Michael J.Moulder與Eugene S.Taylor和Jr，原始權(quán)利人為本案原告之一的McConnell Energy Solutions，他于2008年2月4日將本案涉及專利權(quán)利移轉(zhuǎn)給另一原告Blue Sunny Skies。

本案涉及的產(chǎn)品是名為Solar Dock R的太陽能面板系統(tǒng)。訴狀指出，本案的原告與被告之間存在復(fù)雜的商業(yè)與法律關(guān)系：本案涉及專利發(fā)明人之一的Michael J.Moulder成立了被告公司MJM，其制造并提供材料給原告來制造Solar Dock R系統(tǒng)，而另一個被告人Lewenz則曾與原告間存在合同關(guān)系，負(fù)責(zé)Solar Dock R系統(tǒng)的推廣與營銷。Lewenz與Moulder于2011年2月共同創(chuàng)立了被告公司PV，進(jìn)行推廣販賣與Solar Dock R系統(tǒng)近似的Solar Rac2系統(tǒng)。同時，在Solar Dock與Dave Lewenz雙方的合同有效期內(nèi)，由前者提供后者資源去洽談企業(yè)客戶。

Solar Dock R太陽能面板系統(tǒng)的特點是，可以用最大到35度的傾斜角來架設(shè)太陽能面板，且易于架設(shè)安裝。而原告Solar Dock除了控告被告侵犯本案涉及的專利權(quán)外，還控告被告涉及不公平競爭、不當(dāng)?shù)美凸仓\侵權(quán)等行為，并控告被告MJM涉及侵占本該供應(yīng)給Solar Dock的制造材料而挪為他用，以及被告PV涉及違反Solar Dock與Lewenz間的合同關(guān)系。

2012年10月23日，Blue Sunny Skies撤銷了訴訟，該訴訟結(jié)束。

專利US696854作為McConnell Energy Solutions的重要專利，有9件同族專利。這9件同族專利分別布局在歐洲、美國、中國內(nèi)地和中國香港地區(qū)，還有WO申請，可見BLUE Sunny Skies公司對這個專利布局的重視，也凸顯出這個專利的重要。該專利被16件專利引證，涉及到12家光伏企業(yè)，可見這件專利的影響比較廣，在太陽能電池板安裝方面比較重要。