光伏行业专利技术现状及其发展趋势

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1、光伏行业专利技术现状及其发展趋势时

2、oj:2012-03-2211:06来源:国家知识产权局专利局电作者:唐跃强点击：94次摘要：分析了光伏行业专利技术现状及其发展趋势，提出了光伏技术领域的发展方向。关键词：光伏；太阳电池；专利一太阳电池技术的发展1873年英国科学家WiloughB.Smith发现了对光敏感的硒材料，并提出在光的照射卜•硒导电能力的增加止比于光通量。1880年，第一片以硒为基础的太阳电池由CharlesFritts制造出；1954年，美国贝尔实验室G.Pearson>D.Chapin和C.Fuller开发了第一个实用单晶硅太阳电池。第一代太阳电池以硅片为基础，其技术已经

3、发展成熟。太阳电池的主要材料为晶体硅。目前主要研究方向为：硅基太阳电池的转换效率，目的在于采用双面电池、减小光反射来提高光电转换效率;运用吸杂技术减小半导体材料的复合效应;使电池超薄型化；降低硅片的缺陷；快速掺朵和表而处理技术；连续和快速的布线工艺；多晶硅电池表面织构化技术和薄片化；高效率电池工艺技术等。第二代太阳电池基于薄膜技术，其结构主要是在非硅材料的衬底上生长薄膜光电材料，这样就能够大大减少硅材料的消耗，并11易于形成批量自动化生产，从而降低太阳电池的成木。高转换效率的薄膜太阳电池主耍通过减少非光能耗、增加光子冇效利用以及减少太阳电池内阻，实现转换效率的大幅度提升。国际上已经开发出

4、电池效率在15%以上、组件效率10%以上和系统效率8%以上、使用寿命超过25年的薄膜太阳电池工业化生产技术。新一代太阳电池的发展方向是化合物太阳电池（如铜锢镌硒等），主要原因是化合物太阳电池具有转换效率高、成本低、弱光性好以及寿命长等优点。我国于1959年成功研制第一个具有实用价值的太阳电池，1979年开始生产单晶硅太阳电池。近年来，我国科研工作者的研究方向包折晶体硅高效太阳电池技术、非晶硅薄膜太阳电池技术、确化镉和铜钢硒薄膜太阳电池技术、多晶硅薄膜太阳电池技术及应用系统关键技术等。二光伏行业专利技术分布随着全球光伏产业的迅速发展，用于太阳电池的活性材料及其制造工艺技术也得到迅速发展，全

5、球专利申请量逐年稳定增长。专利申请主要集屮在日本、美国、欧洲、德国、中国和韩国等国家和地区，其中以仃本的专利申请量最多，占全球总屮请量的64.0%,远远超出其他国家和地区所占比例；专利屮请量居前列的是日本和徳国企业。近年来，用于太阳电池的活性材料主要是单晶硅和多晶硅。由于多晶硅是制造单晶硅的主要原材料，因此，多晶硅的制造是关键。口前工艺成熟并用于大规模生产的工艺主要是西门子法。国内外申请人的专利申请也以多晶硅及其制造申请量居多，主要涉及曲门了法和冶金法，但是国内外屮请人的侧重点不同，国外在华专利申请屮涉及西门子法的专利申请较多，而国内中请屮涉及冶金法的专利中请较多。用于太阳电池的活性材料

6、及其制造工艺主要集中在日本、徳国、美国和韩国。在全球专利申请量中，申请量居前列的公司包括住友、夏普、三菱、西门子、松下、川崎制铁、佳能、京瓷、瓦克和徳山等（注：数据来源于中国专利检索数据库，公司名称统一采用简称）。重点生产厂商都侧重于多晶硅制造技术，松下主要侧重于化合物材料制造，佳能主要侧重于多晶硅薄膜的制造。在多晶硅工艺方面，京瓷主要侧重于多晶硅后续加工，如铸锭等方面。住友在各个主耍技术分支的发展比较均衡，但是更侧重于对西门子法的完善和改进，也在积极研究金屈还原法。1多晶硅制备技术近年來光伏产业飞速发展，多晶硅制备技术的相关专利年平均增长率超过40%o目前世界大部分多晶硅生产厂商主要还

7、是采用改良西门了法进行生产，这表明改良西门子法仍是目前较成熟的多品硅制造方法。除了改良西门子法外，当前出现了很多新的多晶硅制造工艺，其中的一个热点工艺是冶金法制造多晶硅。国外在华专利申请屮，冶金法的专利申请量在总量屮位居第二，一些主要厂商如川崎制铁、住友等也积极开发此方法。冶金级硅的纯度不如传统西门了法制造的多晶硅纯度高，使用冶金级硅制造的太阳电池衰减也比较严重，其使用寿命述没有得到验证，但成本优势明显。道康宁和四H本制铁公司所正在用冶金法试牛产高纯冶金多晶硅，用其制造的多晶硅太阳电池的转换效率可达15%o其屮重要专利包括佳能的冶金法CN100341780C、三菱的硅烷法JP386469

8、3B2及金屈还原法JP3844856B2以及日本德山公司的西门了法CN100436315C、CN1230379C、CN100347083C,川崎制铁公司的冶金法CN1092602C、JP3205352B2、JP1733986C,美国Hemlock公司的EP334664BKEP1392601BU2太阳电池技术全球太阳电池技术发展迅猛，专利屮请的技术重点主耍是薄膜太阳电池相关技术，同时染料敏化太阳电池相关技术也是近几年的研究热点。在专利