光伏建筑一體化技術專利申請狀況分析

李 浩，王志云，王 淼，常 娜，劉海燕，林雯清

（中國專利技術開發公司，北京 100088）

2012年，國務院印發了“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃的通知[1]，勾畫了我國在“十二五”期間戰略性新興產業發展的藍圖。在七大戰略性新興產業中，作為影響我國國民經濟命脈的能源類產業——新能源產業位列其中，但目前仍不能直接獲取指向戰略性新興產業發展狀況的專利指標。利用國際專利分類（IPC）和高效檢索工具，通過針對性、多層面地對專利信息進行挖掘、調查、統計、分析，可掌握新能源產業（特別是太陽能建筑產業）現有技術狀況，認清該領域競爭態勢，分析該產業專利技術發展趨勢。

光伏建筑一體化（BIPV），是應用太陽能發電的一種新概念，簡單來講就是將太陽能光伏發電陣列安裝在建筑的圍護結構外表面來提供電力。光伏建筑一體化有諸多優點，如有效利用建筑外表面、無需額外用地或者加建其它設施、節約外飾材料、緩解電力需求等。

光伏建筑一體化是指將光伏發電技術和建筑學相結合，結合方式主要有兩類：①建筑與光伏系統相結合，把封裝好的光伏組件平板或曲面板安裝在居民住宅或建筑物的屋頂上，建筑物作為光伏陣列載體，起支撐作用；②建筑與光伏組件相結合，即用光伏組件來做建筑物的屋頂、外墻和窗戶，這樣既可用作建材也可用作發電[2]。

本文以國際專利分類（IPC）和關鍵詞為入口在中國專利文獻檢索系統（CPRS）進行檢索（專利文獻公開日期截止到2012年5月31日），并利用檢索結果簡要分析光伏建筑一體化產業專利技術的發展情況。

1 光伏建筑一體化產業專利技術分布狀況的分析

光伏建筑一體化根據建筑物結構主要分為光伏屋頂、光伏幕墻及光伏門窗等。如圖1所示，光伏屋頂領域的專利申請量最大，占64.82%之多；其次是光伏幕墻領域與光伏門窗領域，分別占18.31%與16.86%。由此可見，光伏屋頂領域發展得最好，其原因在于：①光伏屋頂相對于光伏幕墻與光伏門窗而言，其日照條件好，不易受到遮擋，可以充分接收太陽輻射，從而使光伏屋頂技術受到了更多的青睞；②國家大力推行了“太陽能屋頂計劃”、“金太陽工程”等政策措施，從政策層面上也促進了光伏屋頂領域的發展。

圖2顯示了光伏建筑一體化產業主要領域（光伏屋頂、光伏幕墻及光伏門窗）在1997—2011年期間專利申請情況。在2002年之前，光伏建筑一體化產業的專利申請量比較平穩，每年的申請量約不到20件；2002年之后，光伏建筑一體化產業的專利申請量逐年增長，尤其是在近幾年（2006年至今）增長速度尤為顯著，達到了井噴狀態；此外，光伏屋頂在光伏建筑一體化產業中一直占據最重要的位置，光伏幕墻及光伏門窗的每年申請量不相上下。圖2 還顯示2011年的專利申請量有所回落，這是因為2011年申請的專利部分還沒有公開。

圖1 光伏建筑一體化產業的主要技術構成Fig.1 Main components of BIPV industry

圖2 光伏建筑一體化產業主要領域的發展情況Fig.2 Time evolution of volume of patent applications of BIPV industry between 1997 and 2011

如圖3所示，在光伏建筑一體化產業專利申請中，實用新型專利占50%以上，達61.69%，而代表更高技術含量的發明專利則只占不到40%，從而說明，相關企業、科研機構及單位需要進一步加大對光伏建筑一體化產業的研發投入，加強創新力度，尋找技術突破點，占領行業技術的制高點。

圖3 光伏建筑一體化產業的專利類型Fig.3 The patent types of BIPV industry

2 我國光伏建筑一體化產業專利的發展趨勢分析

圖4顯示了1986—2010年光伏建筑一體化產業的專利申請量情況。由圖可見，1986—1996年光伏建筑一體化產業的專利申請量非常低，1996—2002年該產業受到國家相關政策的推進有所起色，但專利申請量并沒有實質性的增長，自2002年開始，因國家“十五”規劃及“十一五”規劃的刺激及促進，光伏建筑一體化產業的專利申請量得到了大幅度的增長，特別是在2006—2010年平均年增長率達51.3%。在國家“十二五”規劃中多次提到要促進光伏建筑一體化產業的發展[3]，擴大光伏發電市場，因此在今后幾年，該產業極有可能會保持突飛猛進的發展勢頭。據保守估計，到2015年光伏建筑一體化產業的專利申請量將突破4000件。此外從圖4中還可以發現，實用新型專利的增長率一直高于發明專利的增長率。

圖4 1986—2010年光伏建筑一體化產業的專利申請量Fig.4 Volume of patent applications of BIPV industry from 1986 to 2010

3 光伏建筑一體化產業的國內申請人分析

圖5顯示了光伏建筑一體化產業專利申請量前10名的省份情況。從圖5可以看出，江蘇在國內光伏建筑一體化技術領域的研發實力最強，相關的專利申請量占據全國總專利申請量的13.07%，上海、北京、廣東及浙江分別以10.75%、9.41%、9.01%及8.17%的專利申請量份額占據前五名，而遼寧、山東、安徽、湖北等省的研發實力比較接近。

從專利申請量前10名的省市中可以看出，這些省市大多屬于中東部地區，而在日照時間更長、太陽能資源更為豐富的西部地區光伏技術發展有些落后，從而明顯反映出光伏產業東西部發展不均衡的狀況。

圖5 光伏建筑一體化產業專利申請量前10名的省市Fig.5 Top 10 provinces and cities of patent applications in BIPV industry

我國是太陽能資源相當豐富的國家，約有2/3的地區太陽能資源較好，特別是青藏高原和新疆、甘肅、內蒙古一帶，利用太陽能的自然條件尤其有利，在這些地區我們要加大對太陽能技術的投入，大力發展光伏建筑一體化產業，推進對太陽能產品的應用，以充分利用西部太陽能資源豐富的特點。

4 光伏產業的產業鏈分析

眾所周知，光伏產業鏈包括太陽能電池的制造、組裝太陽能電池以形成太陽能電池板及光伏產品的應用，其中光伏產品的一項重要應用為光伏建筑一體化?？蓪⑻柲茈姵亍⑻柲茈姵匕寮跋嚓P的制造工藝作為光伏產業的上游產業，將光伏建筑一體化產業作為光伏產業的下游產業。

圖6 太陽能電池產業（光伏上游產業）專利申請量 前10名省市Fig.6 Top 10 provinces and cities of patent applications in PV industry（upstream industry）

圖6顯示了光伏上游產業的專利申請量前10名的省市情況，其中江蘇、上海、浙江、北京、廣東、臺灣、山東等省市在太陽能電池領域實力雄厚，而這些省市在光伏建筑一體化產業的專利申請量中同樣占據前10名的位置，這在一定程度上說明江蘇、上海、浙江、北京、廣東、臺灣、山東等省市的光伏上、下游產業對接比較好，光伏產業鏈較為完整。特別是江蘇省，擁有無錫尚德、天合光能、阿特斯太陽能等一大批光伏產業龍頭企業，從而也奠定了江蘇在國內光伏產業中的霸主地位。

此外，相比較太陽能電池產業的總專利申請量（15400件），光伏建筑一體化產業的總專利申請量（2019件）不及太陽能電池產業的1/7，這反映了我國光伏產業的“重制造、輕應用”的發展模式。據統計資料顯示，國內生產的太陽能產品有90%出口到國外，只有10%留在國內。這種“重制造、輕應用”的發展模式會使國內光伏企業受制于國外市場，一旦國外市場有變，會給這些光伏企業帶來極大影響，特別是近來由歐美國家發起的對中國光伏電池的反傾銷調查更是將大部分國內光伏企業帶入了困境，因此我國需要推廣太陽能產品的應用，加強國內光伏系統應用市場的建設，擴大內需，消化國內光伏產能，唯有這樣國內光伏企業的發展才會長盛不衰。

5 光伏建筑一體化產業在中國專利申請量前10名位的申請人排序分析

如圖7所示，光伏建筑一體化產業的企業專利申請較多，而大學和研究機構的專利申請最少，這說明光伏建筑一體化技術已經形成初具規模的產業，相關企業主導著光伏建筑一體化產業的發展方向。另外，該產業的個人申請較多，占43.86%的份 額，經進一步分析，這些個人申請中有相當量的專利具有企業背景，很多企業的法人利用個人名義進行了專利的申請。

圖7 光伏建筑一體化產業專利申請人類型Fig.7 Distribution of patent applicants of BIPV industry

圖8顯示的是光伏建筑一體化產業的專利申請人排序情況。企業方面，吉富新能源科技(上海)有限公司、北京環能海臣科技有限公司、深圳南玻幕墻及光伏工程有限公司、武漢日新科技有限公司和常州天合光能有限公司在光伏建筑一體化領域的專利申請量處于較高水平，其中深圳南玻幕墻及光伏工程有限公司和武漢日新科技有限公司是專注于光伏建筑一體化的企業，在該行業中具有一定的影響力；個人方面，徐寶安、劉新廣、李毅等的申請量較高；國外來華申請人方面，日本佳能株式會社的專利申請量較多，為19件且全部為發明專利申請，這說明日本的企業非常重視在華專利布局。

圖8 光伏建筑一體化產業專利申請申請人排序Fig.8 Ranking patent applicants of BIPV industry

從圖8還可以看出，在光伏建筑一體化產業的專利申請量前15名中，只有日本佳能株式會社一家國外公司，這說明國外相關光伏企業在光伏建筑一體化領域的專利戰略部署尚未在中國展開，這便為我國該技術的全面發展提供了一個良好的機遇。

6 結論及建議

光伏建筑一體化產業的專利申請量自2006年至今增長速度尤為顯著，達到井噴狀態。光伏屋頂在光伏建筑一體化技術中一直占據最為重要的位置。

在光伏建筑一體化產業專利申請中，大多數為實用新型專利，而代表更高的技術含量的發明專利申請比例不到40%，建議進一步加大對光伏建筑一體化產業的研發投入，加強創新力度，尋找技術突破點。

江蘇省在光伏建筑一體化技術領域的研發實力最強，上海、北京、廣東及浙江等省市也具有較強實力；江蘇、上海、浙江、北京、廣東、臺灣、山東等省市的光伏上、下游產業對接比較好，光伏產業鏈較為完整。但是，光伏產業也表現了東西部發展明顯不均衡的狀況，我們要充分利用西部太陽能資源豐富的特點，在西部推進對太陽能產品的應用。

光伏產業的專利申請分布反映了我國太陽能產業的“重制造、輕應用”的發展模式，這種發展模式會給光伏企業帶來種種弊端，建議我國推廣對太陽能產品的應用，擴大內地市場。

光伏建筑一體化產業的企業專利申請較多，而大學和研究機構的專利申請最少，相關企業主導著光伏建筑一體化技術的發展方向；此外，國外相關光伏企業在光伏建筑一體化領域的專利戰略部署尚未在中國全面展開，為我國該技術的發展提供了一個良好的機遇。

[1] 國務院.國務院關于印發“十二五”國家戰略性新興產業發展 規劃的通知[EB/OL]. http://www.gov.cn/zwgk/2012-07/20/content_ 2187770.htm.

[2] Yang Hongxing（楊洪興），Zhou Wei（周偉）. 太陽能建筑一體化技術與應用[M]. Beijing：China Architecture&Building Press，2009.

[3] 中華人民共和國科學技術部. 太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃[EB/OL]. http://www.most.gov.cn/fggw/zfwj/zfwj2012/ 201204/ t20120424_93887.htm.