歐洲專利局發(fā)布光伏技術(shù)洞察報告

2013年前，光伏領(lǐng)域國際專利家族數(shù)量快速增長，之后中國在領(lǐng)域的專利申請激增。技術(shù)領(lǐng)域中，光伏設(shè)備及特定應(yīng)用技術(shù)長期領(lǐng)先，近年重點(diǎn)轉(zhuǎn)向車輛集成光伏和太陽跟蹤技術(shù)。創(chuàng)新來源上，亞洲在該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)最大。過去十年中，中國申請人占比快速增長并于2022年超過日本。2010—2023年，超300家歐洲初創(chuàng)企業(yè)和大學(xué)提交了光伏領(lǐng)域的專利申請，初創(chuàng)企業(yè)申請量波動較大，大學(xué)則相對穩(wěn)定。

2025年7月16日，歐洲專利局（EPO）專利和技術(shù)觀察站發(fā)布光伏技術(shù)洞察報告（Advances in photovoltaics），分析了五十年來（1974—2023年）30種技術(shù)的發(fā)展趨勢。研究結(jié)果涵蓋約34萬件發(fā)明的信息，7萬項(xiàng)國際專利家族（IPFs），分布在光伏材料、光伏設(shè)備、光伏設(shè)備管理和光伏設(shè)備應(yīng)用四個領(lǐng)域。

1. 光伏技術(shù)趨勢

（1）總體趨勢：

近年來，光伏領(lǐng)域的發(fā)明數(shù)量增長強(qiáng)勁。20世紀(jì)90年代末開始大幅增加，經(jīng)歷急劇增長后，于2013年下降約15%，隨后以較低增速回升。1974年—2023年，該領(lǐng)域共申請近34萬件發(fā)明，其中9%與光伏材料相關(guān)，54%與設(shè)備技術(shù)相關(guān)，13%與光伏設(shè)備管理相關(guān)，24%與光伏設(shè)備應(yīng)用相關(guān)。

2013年前，國際專利家族數(shù)量快速增長，體現(xiàn)出國際專利保護(hù)的需求上升。2013年后趨勢逆轉(zhuǎn)，國際專利家族持續(xù)下降，而總專利家族數(shù)量加速增長，這幾乎完全由中國專利申請激增推動，意味著光伏行業(yè)專利策略從國際保護(hù)轉(zhuǎn)向優(yōu)先在中國保護(hù)。

與光伏相關(guān)的國際專利家族在所有技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明中的占比從1990年的0.22%升至2011年的1.94%，隨后下滑至0.7%。相比之下，光伏領(lǐng)域所有專利家族的占比從1990年所有技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明總量的0.13%升至2011年的1.08%。

圖1   光伏領(lǐng)域的發(fā)明數(shù)量

（2）具體技術(shù)領(lǐng)域：

通過對光伏相關(guān)子領(lǐng)域的深入分析顯示，光伏設(shè)備技術(shù)及特定光伏應(yīng)用技術(shù)的國際專利家族累積數(shù)額在十年間持續(xù)位居前列。疊層電池和薄膜太陽能電池相關(guān)技術(shù)常處于領(lǐng)先地位，但近年來的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向車輛集成光伏和太陽跟蹤技術(shù)。1990—2023年，有三項(xiàng)技術(shù)主導(dǎo)了光伏設(shè)備管理及應(yīng)用領(lǐng)域，分別是串聯(lián)電池、薄膜太陽能電池和車載集成光伏技術(shù)。

①光伏材料：1990—2023年，與光伏材料相關(guān)的專利家族共28,756項(xiàng)，其中包括8,202項(xiàng)國際專利家族，光伏材料相關(guān)專利占光伏技術(shù)所有專利家族的8.8%，占國際專利家族的12%。該子領(lǐng)域的國際專利家族數(shù)量從1990年的18項(xiàng)增至2023年的439項(xiàng)，增長了24倍。在光伏材料領(lǐng)域，發(fā)明數(shù)量占比最高的是染料敏化太陽能電池材料，相關(guān)專利家族超過8,000項(xiàng)，占所有光伏材料相關(guān)發(fā)明的28%，超2,300項(xiàng)為國際專利家族。

②光伏設(shè)備：設(shè)備相關(guān)技術(shù)的專利家族數(shù)量近17.7萬項(xiàng)，占所有專利家族的54%。在該子領(lǐng)域中，疊層電池和薄膜太陽能電池的發(fā)明數(shù)量占比最高，1990—2023年的國際專利家族數(shù)量分別接近2.1萬項(xiàng)和1.9萬項(xiàng)，且均展現(xiàn)出較高的創(chuàng)新活躍度。同期，太陽跟蹤技術(shù)擁有超過2,500個國際專利家族，光學(xué)技術(shù)國際專利家族數(shù)量接近2,000個。鈍化接觸技術(shù)的發(fā)明活動相對較低，但該技術(shù)仍展現(xiàn)出顯著的活力，在審查期間，其國際專利家族數(shù)量增長了309倍，總專利家族數(shù)量增長1,718倍。

③光伏設(shè)備管理：1990—2023年，該子領(lǐng)域共有43,142項(xiàng)專利家族。與其他子領(lǐng)域相比，國際專利家族比例相對較小（3,880項(xiàng)）。太陽能電池板清潔技術(shù)份額最大，包括28,526項(xiàng)專利家族。

④應(yīng)用：1990—2023年，該子領(lǐng)域共有79,678項(xiàng)專利家族；其中，11,001項(xiàng)為國際專利家族。該子領(lǐng)域在國際專利家族中所占比例為16.2%，在所有光伏子領(lǐng)域中排名第二。車輛集成光伏技術(shù)在整個報告期內(nèi)均展現(xiàn)出顯著的創(chuàng)新活力，相關(guān)專利家族達(dá)31,623項(xiàng)，其中3,941項(xiàng)為國際專利家族。

2. 創(chuàng)新來源地

（1）地域趨勢：

亞洲申請人對該報告涵蓋的光伏技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域貢獻(xiàn)最大，歐洲和北美也是主要申請地。日本申請人在1974—2023年內(nèi)一直占主導(dǎo)地位，但是申請量有波動，近年申請量占比下降至約20%。2010年前，美國發(fā)明活躍度較高，位居第二，之后在該技術(shù)領(lǐng)域的專利家族申請份額下降。過去十年中，中國申請人占比急劇上升，2022年首次超過日本。9個最活躍申請國中，有5個位于歐洲；其中，德國總體排名第三，近年來占比也有所下降。

按地理區(qū)域劃分，1974—2023年間，亞洲該領(lǐng)域的申請份額從27%升至57%，遠(yuǎn)超歐洲（27%）和北美（16%）。亞洲申請人份額的提升主要?dú)w因于中國申請人專利活動的增加，還有一小部分歸因于韓國申請人活動的增加。

圖2   光伏領(lǐng)域?qū)＠暾埲说乩韰^(qū)域劃分（1990—2023年）

（2）領(lǐng)先申請人

1990—2023年，光伏領(lǐng)域TOP 20的申請人貢獻(xiàn)了超26.5%的國際專利家族，其中大多數(shù)申請人是來自日本的公司（13家），其后依次是美國（3家）、韓國（2家）、德國和法國（各1家），唯一非企業(yè)的研究機(jī)構(gòu)是法國政府資助的原子能與可替代能源委員會（CEA）。若按專利家族劃分，最活躍申請人多數(shù)仍來自日本（13家），其后依次是中國（4家）、韓國（2家）和加拿大（1家）；其中，中國專利家族占比從2012年的34%增至2022年的80%。

1974—2023年間，TOP 20申請人的技術(shù)重點(diǎn)主要有設(shè)備技術(shù)（15,146項(xiàng)國際專利家族），其后依次是光伏材料（3,178項(xiàng)）、光伏設(shè)備應(yīng)用（2,517項(xiàng)）和光伏設(shè)備管理（1,010項(xiàng)）。在光伏材料、設(shè)備管理和應(yīng)用這三個子領(lǐng)域中，各有兩家歐洲申請者躋身前十名，大多數(shù)頭部申請者往往涉足多種不同技術(shù)。

（3）歐洲創(chuàng)業(yè)公司和大學(xué)的專利活動

EPO的Deep Tech Finder數(shù)據(jù)顯示，2010—2023年間，有300多家歐洲初創(chuàng)企業(yè)和大學(xué)通過歐洲專利體系為光伏領(lǐng)域發(fā)明尋求保護(hù)。在此期間，在歐洲專利公約（EPC）39個成員國中，來自18個國家的179家獨(dú)立初創(chuàng)企業(yè)提交了480項(xiàng)EP專利申請，169所大學(xué)提交了554項(xiàng)專利申請。初創(chuàng)企業(yè)和大學(xué)關(guān)注的子領(lǐng)域不同，專利活動也存在差異，初創(chuàng)企業(yè)主要聚焦光伏設(shè)備相關(guān)技術(shù)，其次是光伏材料和應(yīng)用；大學(xué)則重點(diǎn)關(guān)注光伏設(shè)備和材料。

初創(chuàng)企業(yè)的申請量偏少且波動大，可分為三個階段：①2018年前申請量持續(xù)增長；②2018年后急劇下降；③2020年開始回升，直至2023年升至接近2018年水平。歐洲大學(xué)則在光伏相關(guān)發(fā)明中則相對穩(wěn)定，僅僅在相當(dāng)?shù)偷乃缴嫌幸恍┎▌印?/span>

圖3   歐洲初創(chuàng)企業(yè)和大學(xué)在光伏領(lǐng)域的專利活動（2010—2023年）

在技術(shù)領(lǐng)域方面，設(shè)備相關(guān)發(fā)明占比最高，其次是光伏材料，其它值得關(guān)注的具體技術(shù)包括薄膜太陽能電池、疊層電池、染料敏化太陽能電池材料以及太陽能電池中的無機(jī)—有機(jī)異質(zhì)結(jié)。光伏材料和設(shè)備管理子領(lǐng)域的專利活動主要集中在高校；在設(shè)備技術(shù)和特定光伏應(yīng)用領(lǐng)域中，專利活動偏向初創(chuàng)企業(yè)。該報告認(rèn)為后兩個子領(lǐng)域的商業(yè)化導(dǎo)向日益增強(qiáng)，同時也為歐洲在光伏領(lǐng)域加強(qiáng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)地位提供了機(jī)遇。