光伏電池組件是決定光伏電站發電效率的最關鍵因素，更是占據了光伏電站建設成本的半壁江山。恰逢我國光伏電池組件產品在美歐遭遇反傾銷訴訟，特約請工業和信息化部電子知識產權中心的專家，對光伏電池組件行業的專利總體狀況進行分析，并對典型的訴訟案例進行解析，意在警醒國內光伏企業加強知識產權儲備，為開拓新興市場及早進行專利布局。
現狀：中國專利申請量增長最快
2006年我國的專利申請量就已經超過美國和歐洲，躍居三個地區之首，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用。光伏電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。不論是獨立使用還是并網發電，光伏發電系統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成，不涉及機械部件。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，需要把他們先串聯獲得高電壓，再并聯獲得高電流，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、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氧樹脂封裝電池板和層壓封裝電池組件;根據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，經過串并連接封裝而成的過程和方法，如邊框設計、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量最多，占中美歐三地區全部申請量的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的后起之秀，已經超越其他國家成為最大的生產大國。隨著產業的發展，企業在中國的專利申請量也逐漸上升。另外，中國的企業以組件加工為主要業務，組件組裝等屬于下游環節，中國企業的大量介入，也是專利申請量大的原因之一。
美歐地區專利申請開始較早，發展平穩，專利申請量逐年上升，從2007年開始專利申請量出現大幅激增。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超過美國和歐洲，躍居3個地區之首，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，主要發達國家已經有支持光伏發電的政策。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達國家，都積極發展可再生能源，這期間的專利申請主要以歐美地區為主，因為這些地區是光伏電池的主要生產地和主要市場。而中國對太陽能電池的研究起步于1958年，20世紀80年代末期，國內先后引進了多條太陽能電池生產線，使中國太陽能電池生產能力由原來的3個小廠的幾百kW一下子提升到4個廠的4.5MW，這種產能一直持續到2002年，產量則只有2MW左右。2002年后，歐洲市場特別是德國市場的迅速擴大給中國光伏產業帶來了前所未有的發展機遇。在世界光伏市場的強力拉動下，中國太陽能電池制造業通過引進、消化、吸收和再創新，獲得了長足的發展。產業的發展刺激了專利申請的增長。
歐美中三個地區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、異質結電池和有機電池，申請量占比不多。從申請數量來看，薄膜電池組件已逐漸成為主流研發熱點。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，咨詢機構預測2016年，全球CIGS電池的產能，將達到200億元人民幣左右，成為最大規模薄膜電池產業之一。
國內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，可見國內申請人主要申請多晶硅電池領域的專利，其次為聚光電池和CIS/CIGS薄膜電池，光伏電池發展主要以晶體硅為主。
近年來，中國大量企業介入晶硅電池行業，主要生產組件，而在銅銦鎵硒薄膜光伏電池、碲化鎘薄膜光伏電池、有機太陽能電池前瞻性研究上投入較少。與美歐地區比較，中國偏向于成熟產業的制造，而在預研方面投入少。
太陽能電池組件可分為電池片制造和外圍制造兩部分。電池片生產完成后，還需要與一些外圍設備進行組合封裝。電池片外圍制造的部件和方法包括組件結構、電池片連接、組件安裝、電極制造、層壓、吸收層、疊層結構、中間膜、散熱部件、背板、邊框、接線盒、焊接以及檢測方法等。組件結構方面的專利居多，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，組件結構方面的專利主要涉及組件整體的封裝方法和結構，光伏企業在這一方面專利產出較多，電池片連接專利涉及電池片連接方式的技術，組件安裝涉及組件的安裝和加固技術，電極制造涉及電極結構和制造方面的技術。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，由于技術比較固定，不屬于組件生產廠商的強項，創新較為困難，因此專利產出較少。
在中美歐3地區專利申請排名前10的公司中，有5家日本企業、3家中國企業、一家美國企業和一家韓國企業。其中常州天合和CSI阿特斯都是外資公司。從數據可以看出，光伏電池組件領域中的大量專利都掌握在日本企業和美國企業手中。
三洋電機于1947年成立，現在隸屬于松下(Panasonic)集團。1997年三洋推出內置異質結面薄膜(HIT，Heterojunction with Intrinsic Thin layer)技術，其效率僅次于太陽能技術領軍企業Sun Power的太陽能電池效率。HIT太陽能電池為三洋電機采用自家特殊結構、結合結晶型及薄膜型特點研發而成的太陽能電池。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)是全球領先的生產影像與信息產品的綜合集團，成立于1937年。2007年，佳能收購了有機EL(OLED)顯示器制造廠日本TOKKI。TOKKI主要從事有機EL顯示器制造裝置和薄膜太陽能電池制造裝置的開發、制造及銷售。目前Canon Tokki Corporation的業務之一是制造生產薄膜光伏電池的設備。
夏普公司(Sharp Corporation)是一家日本的電器及電子公司，創業于1912年。太陽能電池本部是夏普目前在日本的6大生產部門之一。夏普在太陽能電池方面的研究處于行業前列。2012年6月，夏普公司宣布研發成功轉換率達43.5%的太陽能電池。2012年12月，夏普公司還宣布研制成功轉換率為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。對比光伏產能情況來看，2010年全球產能排名前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的領軍企業。天合光能的產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。主要業務為太陽能轉換成電能的光伏產品的研發、制造、銷售和售后服務。自2001年以來，CSI阿特斯先后在中國建立了3家獨資企業：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阿特斯主要生產在住宅、商用、工業等領域廣泛應用的太陽能光伏產品及太陽能發電應用產品，并為其他光伏廠商進行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、生產、銷售為一體的外商獨資高新技術光伏企業，主要從事晶體硅太陽能電池、組件、光伏系統工程、光伏應用產品的研究、制造、銷售和售后服務。但尚德電力于2013年3月18日申請了破產重組。
注：檢索時間范圍：專利文獻公開起止日期為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年的數據會比實際數據要少。檢索地區范圍：中國、美國以及歐洲專利局。
太陽能電池組件專利地區分布
建議：積極開拓大洋洲和非洲市場
國內企業應積極在大洋洲、非洲、北美的墨西哥和南美洲等新興市場進行專利布局，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，我們認為：
1. 2004年后，光伏電池產業規模和專利申請量均迅速增長
2004年以來，光伏產業得到迅猛發展，2004年光伏電池產量第一次達到1000MW，2008年較上年增長了89%;2009年全球光伏電池生產達10700MW(10.7GW)，比上年增長51%。隨著產業界的繁榮，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指數型增長。
2.美日企業是專利申請的主要力量
從全球專利的申請人分布可以看出，排名前10的公司中，有5家日本企業和一家美國企業。從數據可以看出，光伏電池領域中的大量專利都掌握在日本企業和美國企業手中。2005年以前，世界光伏電池制造主要集中在日本、德國、美國、西班牙等發達國家，其中日本2005年光伏電池產量達到833MW，占據了世界光伏市場份額的近半壁江山。通過對三洋電機、佳能和夏普3家日企的深入分析，發現佳能在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務，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。中國地區的專利申請量占據首位，45%的比例超過美國地區近10%。從技術分類來看，光伏電池組件制作方面的專利占據了絕大部分比例，為光伏電池領域的主要技術點。
4.組件安裝領域專利訴訟高發
光伏電池組件訴訟集中在組件安裝領域，涉訴專利同族布局廣泛。從案例涉及的專利看，集中在易于發現和模仿的組件安裝領域，而不是技術門檻較高的電池片制作領域。美國是訴訟高發的地區，我國企業應加強在美國市場的專利布局，并加強對美國企業專利布局動向的關注。
5.國內企業應加強專利儲備，并積極開拓大洋洲和非洲等新興市場
面對市場環境的惡化和大量專利的在華布局，國內企業應提高國內申請專利質量，加強知識產權儲備。在國內太陽能電池及其組件專利中，國內本土發明專利占發明專利申請總量不足60%，其余發明專利均來自國外企業。而在實用新型專利申請上，我國企業卻占到98%以上。此外，光伏建筑一體化已成為重點研究領域，應注重該領域內的專利申請，以搶占知識產權制高點。
目前中國企業在美國和歐洲均遭遇反傾銷訴訟，市場環境惡化，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，目前還不是主要戰場。但是國外企業在這些地區已經有專利布局，澳大利亞446篇、日本1305篇、墨西哥101篇、南非59篇。國內企業應積極在大洋洲、非洲、北美的墨西哥和南美洲等新興市場進行專利布局，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，以及全球市場環境的惡化，光伏產業相關的專利訴訟呈現高發態勢。企業發起訴訟，其目的可能是：維護正當利益，獲得賠款;擴大自身的影響力;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，阻擋其擴張;獲得交叉許可;使對手的專利無效。專利訴訟已成為企業的競爭手段之一。以下是近年來發生的兩起訴訟案例。
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”，專利發明人為Barry Cinnamon以及Emanuel Levy，專利所有權屬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，并透過電氣接地設計可降低能源輸送時產生的損耗，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調查于2012年6月28日達成和解。
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的專利權項12項中的9項專利權要求，之后，針對剩下3項專利權項，Zep Solar提出了第二次復審，目前復審尚在進行中。
案例二：Blue Sunny Skies vsPV Thermal Solar
2012年6月26日，設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向特拉華州聯邦地方法院提起專利侵權訴訟，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架設專利US6968654B2，并涉及不當得利與民事侵權行為等。這是一起多家公司聯合控告多家公司的集體訴訟行為。
專利US6968654B2名稱為“太陽能面板架設結構、太陽能面板系統以及其制造與裝設方法，于2005年11月29日授權，發明人是Michael J.Moulder與Eugene S.Taylor和Jr，原始權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利移轉給另一原告Blue Sunny Skies。
本案涉及的產品是名為Solar Dock R的太陽能面板系統。訴狀指出，本案的原告與被告之間存在復雜的商業與法律關系：本案涉及專利發明人之一的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，而另一個被告人Lewenz則曾與原告間存在合同關系，負責Solar Dock R系統的推廣與營銷。Lewenz與Moulder于2011年2月共同創立了被告公司PV，進行推廣販賣與Solar Dock R系統近似的Solar Rac2系統。同時，在Solar Dock與Dave Lewenz雙方的合同有效期內，由前者提供后者資源去洽談企業客戶。
Solar Dock R太陽能面板系統的特點是，可以用最大到35度的傾斜角來架設太陽能面板，且易于架設安裝。而原告Solar Dock除了控告被告侵犯本案涉及的專利權外，還控告被告涉及不公平競爭、不當得利和共謀侵權等行為，并控告被告MJM涉及侵占本該供應給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間的合同關系。
2012年10月23日，Blue Sunny Skies撤銷了訴訟，該訴訟結束。
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、中國內地和中國香港地區，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，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。
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