大連理工大學(xué)公共管理與法學(xué)學(xué)院暨WISE實(shí)驗(yàn)室 ■ 欒春娟

《太陽(yáng)能》雜志編輯部 ■ 李鵬

一 引言

太陽(yáng)能作為重要的可再生能源之一，隨著世界能源供需的日趨緊張與環(huán)境對(duì)可持續(xù)發(fā)展不斷提出的新要求，逐漸受到全球多數(shù)國(guó)家政府和能源研究部門(mén)的高度重視，許多國(guó)家將其列為重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一予以重點(diǎn)扶持和發(fā)展。1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出6%實(shí)用型單晶硅電池，1955年以色列Tabor成功研制選擇性太陽(yáng)吸收涂層，這兩項(xiàng)重大的太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)的突破，是太陽(yáng)能利用進(jìn)入現(xiàn)代發(fā)展時(shí)期的劃時(shí)代標(biāo)志，也是人類(lèi)能源技術(shù)又一次變革的技術(shù)基礎(chǔ)。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能成為各國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，全球許多國(guó)家掀起了開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的熱潮。國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界也對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用給予了極大的關(guān)注。已有的研究成果主要集中在有關(guān)太陽(yáng)能技術(shù)的研究進(jìn)展分析[1～7]、太陽(yáng)能技術(shù)路線圖研究[8]、太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展的政策與對(duì)策分析等[9～11]。筆者尚未發(fā)現(xiàn)利用全球太陽(yáng)能專(zhuān)利數(shù)據(jù)對(duì)全球太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)的相關(guān)研究成果。

本研究擬運(yùn)用世界權(quán)威專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)《德溫特創(chuàng)新索引》中的專(zhuān)利數(shù)據(jù)，借鑒世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織關(guān)于太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)的IPC分類(lèi)檢索策略，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)與回歸分析方法、技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)分析方法和高產(chǎn)專(zhuān)利權(quán)人共被引分析等方法，對(duì)全球太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，以期對(duì)我國(guó)太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)的發(fā)展與突破起到借鑒和參考作用。

二 專(zhuān)利申請(qǐng)總量的指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)

1944年，E·賴德發(fā)現(xiàn)美國(guó)主要大學(xué)圖書(shū)館的藏書(shū)量平均每16年翻一番。之后，D·普賴斯將這一發(fā)現(xiàn)推廣到科學(xué)知識(shí)的全部領(lǐng)域，提出一些科技指標(biāo)每過(guò)若干年翻一番的發(fā)展規(guī)律，即科技指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律。隨著科技指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律的提出，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)許多科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)行了該規(guī)律的驗(yàn)證研究[12～15]。但這些相關(guān)的研究中，探討科學(xué)指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律的研究成果較多，而探討技術(shù)增長(zhǎng)指數(shù)規(guī)律的相對(duì)較少。趙紅洲與唐敬年按照《簡(jiǎn)明世界科學(xué)技術(shù)史年表》與《科學(xué)技術(shù)史年表》等文獻(xiàn)資料中所列的技術(shù)成果數(shù)量，統(tǒng)計(jì)分析了高新技術(shù)發(fā)展的指數(shù)規(guī)律和古代與近代技術(shù)增長(zhǎng)的指數(shù)規(guī)律[16]。

通過(guò)檢索，繪制的全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量分布曲線如圖1所示。在1971～2010年期間，全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)可劃分為四個(gè)階段。Ⅰ階段(1971～1981年)為萌芽期。該階段年度專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量在9～534項(xiàng)，太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)尚處于一個(gè)低速發(fā)展階段。Ⅱ階段(1982～2001年)為成長(zhǎng)期。1982年全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)首次突破1000項(xiàng)，為1169項(xiàng)；而后呈穩(wěn)步的持續(xù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。2000年專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到4493項(xiàng)。Ⅲ階段(2002～2006年)為高速發(fā)展階段。2002年專(zhuān)利申請(qǐng)首次突破5000項(xiàng)，達(dá)到6551項(xiàng)；接下來(lái)4年的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量也都比較高；2006年達(dá)到7703項(xiàng)。Ⅳ階段(2007～2010年)為飛速發(fā)展階段。2007年專(zhuān)利申請(qǐng)首次突破10000項(xiàng)，為10222項(xiàng)。而后呈飛速發(fā)展階段，2010年達(dá)到21339項(xiàng)，突破了20000項(xiàng)。

對(duì)全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量的分布進(jìn)行指數(shù)趨勢(shì)回歸分析，結(jié)果顯示，擬合優(yōu)度為0.847，較接近于指數(shù)增長(zhǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

三 專(zhuān)利申請(qǐng)人總量的指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)

1971～2010年間全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量變化趨勢(shì)如圖2所示。大致可分為三個(gè)階段。第一階段為1971～2001年。該階段專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量呈持續(xù)穩(wěn)步、較低速度增長(zhǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，到2000年和2001年時(shí)，專(zhuān)利申請(qǐng)人已超過(guò)了2000個(gè)。第二階段為2002～2006年。2002年專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量突增至5004個(gè)，首次突破5000個(gè)。之后4年間持續(xù)保持著較高數(shù)量的穩(wěn)步發(fā)展。第三階段為2007～2010年。2007年專(zhuān)利申請(qǐng)人再一次突增至6673個(gè)，而后幾年持續(xù)高速增長(zhǎng)；2009年和2010年專(zhuān)利申請(qǐng)人已突破10000個(gè)。

對(duì)全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量的分布進(jìn)行指數(shù)趨勢(shì)回歸分析，結(jié)果顯示，擬合優(yōu)度為0.925，非常接近于指數(shù)增長(zhǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

四 DC技術(shù)領(lǐng)域數(shù)量、SA學(xué)科領(lǐng)域數(shù)量的對(duì)數(shù)增長(zhǎng)

DC是由德溫特的專(zhuān)業(yè)人員為專(zhuān)利標(biāo)引的代碼，該代碼級(jí)別層次統(tǒng)一，具有準(zhǔn)確性和合理性。1971～2010年全球太陽(yáng)能專(zhuān)利的德溫特代碼(DC)技術(shù)領(lǐng)域和SA學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)分布與回歸分析結(jié)果如圖3所示，DC技術(shù)領(lǐng)域數(shù)量和SA學(xué)科領(lǐng)域數(shù)量都呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

在太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展的初始階段，DC技術(shù)領(lǐng)域數(shù)量與SA學(xué)科領(lǐng)域數(shù)量增加速度都很快，但又迅速趨近于平緩。這說(shuō)明進(jìn)行太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)研發(fā)的領(lǐng)域與相關(guān)學(xué)科逐漸趨于穩(wěn)定。

五 2007～2010年全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)人前30強(qiáng)

為使公司名稱標(biāo)準(zhǔn)化，德溫特為全球2萬(wàn)多個(gè)公司分派了一個(gè)唯一的4個(gè)字母的代碼。如SHAF就包括了夏普公司及其全球的分支研發(fā)機(jī)構(gòu)，即包括以下專(zhuān)利申請(qǐng)人具體名稱：

SHAF SHARP CORP

SHAF SHARP CORP KK

SHAF SHARP DO BRASIL IND EQUIP ELETRONICOS SA

SHAF SHARP ELECTRONICA ESPAN SA

SHAF SHARP ELECTRONICS CO LTD

SHAF SHARP ELECTRONICS CORP

SHAF SHARP KK

SHAF SHARP LAB AMERICA INC

SHAF SHARP LAB EURO LTD

SHAF SHARP MFG CO UK

SHAF SHARP MFG SYSTEM KK

SHAF SHARP MICROELECTRONICS TECHNOLOGY INC

SHAF SHARP NIIGATA CORP

SHAF SHARP NIIGATA DENSHI KOGYO KK

SHAF SHARP NIIGATA ELECTRONICS CORP

SHAF SHARP TAIWAN ELECTRIC CO

SHAF SHARP TAKAYA DENSHI KOGYO KK

SHAF SHARP TECHNO-SYSTEM KK

表1 2007～2010年全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)人前30強(qiáng)

由于德溫特專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)有限定，每次最高檢索10萬(wàn)條數(shù)據(jù)，超出部分則不再顯示。而1971～2010年的全球太陽(yáng)能專(zhuān)利數(shù)量已超10萬(wàn)條。因此以2007～2010年為檢索時(shí)間跨度，選擇標(biāo)準(zhǔn)化后的公司名稱代碼，確認(rèn)全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)人前30強(qiáng)。

2007～2010年間，全球太陽(yáng)能專(zhuān)利總數(shù)為65376項(xiàng)，其中產(chǎn)出高出100項(xiàng)的有30個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)人(表1)。從表1可以看出，前30強(qiáng)中，近2/3是日本專(zhuān)利申請(qǐng)公司。

六 1971～2010年全球太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域影響力最強(qiáng)的專(zhuān)利申請(qǐng)公司

采用引文分析方法，認(rèn)為專(zhuān)利被引次數(shù)高的公司，其影響力更強(qiáng)。對(duì)專(zhuān)利產(chǎn)出高于90項(xiàng)的專(zhuān)利申請(qǐng)公司進(jìn)行被引頻次檢索，得到被引頻次高于1000次的34個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)者(表2)。從表2可以看出，影響力最強(qiáng)的專(zhuān)利申請(qǐng)人主要集中于一些日本公司。

七 2010年全球太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域共性技術(shù)分析

共現(xiàn)分析是建立在相關(guān)文獻(xiàn)分析的基礎(chǔ)上，已有的共現(xiàn)分析研究成果主要是：基于相關(guān)文獻(xiàn)的共詞理論或共引理論對(duì)彼此在內(nèi)容上有直接關(guān)聯(lián)的文獻(xiàn)進(jìn)行聚類(lèi)、比較和分析，從中識(shí)別和抽取有價(jià)值的信息[14]。共現(xiàn)分析被廣泛應(yīng)用于科學(xué)前沿的探測(cè)。共現(xiàn)分析包括合著分析、共詞分析和共引分析等。共詞分析廣泛應(yīng)用于學(xué)科前沿的探測(cè)研究；共引分析常用來(lái)研究學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)基礎(chǔ)；作者共現(xiàn)則用來(lái)研究科學(xué)、技術(shù)合作。雖也有學(xué)者將共詞分析方法用于技術(shù)分析，如設(shè)計(jì)新產(chǎn)品和技術(shù)，繪制韓國(guó)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域圖譜等，但未見(jiàn)有關(guān)運(yùn)用共現(xiàn)分析方法進(jìn)行共性技術(shù)測(cè)度的研究成果方面的報(bào)道。在本研究中，筆者采用DC對(duì)太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行共現(xiàn)分析。DII數(shù)據(jù)庫(kù)中的一條專(zhuān)利記錄，常包括多個(gè)DC技術(shù)領(lǐng)域，借助多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域在同一專(zhuān)利文獻(xiàn)中的共現(xiàn)關(guān)系，運(yùn)用大型文獻(xiàn)處理軟件Bibexcel，可對(duì)樣本數(shù)據(jù)的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行共現(xiàn)分析。

表2 1971～2010年全球影響力前3強(qiáng)的專(zhuān)利申請(qǐng)公司

結(jié)果顯示：2010年21339項(xiàng)專(zhuān)利共涉及239個(gè)不同的DC技術(shù)領(lǐng)域，出現(xiàn)的總頻次為65096次，平均每個(gè)專(zhuān)利文獻(xiàn)記錄包括3.05個(gè)DC代碼。選取頻次高于100次的51個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，并分析得到這51個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的共現(xiàn)矩陣(表3)。

表3 頻次最高的51個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的DC共現(xiàn)矩陣

表3的矩陣反映了51個(gè)技術(shù)領(lǐng)域彼此之間是否存在共現(xiàn)關(guān)系，以及共現(xiàn)的頻次。技術(shù)領(lǐng)域之間的共現(xiàn)頻次越高，表明關(guān)系越密切；技術(shù)領(lǐng)域的共現(xiàn)伙伴越多，表明其越具有共性技術(shù)特征。如DC代碼為L(zhǎng)03所代表的電鍍技術(shù)，與半導(dǎo)體技術(shù)(U11和U12)共現(xiàn)的次數(shù)都很高，表明電鍍技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)密切相關(guān)。電鍍技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)以及非礦物燃料發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)(X15)，都擁有最多的共現(xiàn)伙伴，表明這些技術(shù)在太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中具有很強(qiáng)的共性技術(shù)特征。

表4 共現(xiàn)伙伴數(shù)量最多的前10項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域

運(yùn)用Microsoft Excel軟件中的countif(range,criteria)函數(shù)，對(duì)表3矩陣中存在共現(xiàn)關(guān)系的單元格計(jì)數(shù)，并按照降序排列，得到每個(gè)DC技術(shù)領(lǐng)域的共現(xiàn)伙伴數(shù)量列表。這里的“共現(xiàn)伙伴數(shù)量”是指一個(gè)DC技術(shù)領(lǐng)域與多少個(gè)其他的DC技術(shù)領(lǐng)域存在共現(xiàn)關(guān)系。其中共現(xiàn)伙伴數(shù)量最多的前10項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域見(jiàn)表4。

本研究在進(jìn)行技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)分析時(shí)，只考慮了共現(xiàn)伙伴的數(shù)量，而沒(méi)有考慮特定共現(xiàn)伙伴共現(xiàn)頻次的高低。共現(xiàn)頻次高的技術(shù)領(lǐng)域意味著存在更密切的關(guān)系。因此在今后類(lèi)似的研究中，是否應(yīng)當(dāng)將共現(xiàn)頻次的高低同時(shí)予以考慮，以及如何確定其權(quán)重，是一個(gè)值得進(jìn)一步思考的問(wèn)題。

同時(shí)，依據(jù)表3中的技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)矩陣進(jìn)行技術(shù)領(lǐng)域之間的確切相關(guān)系數(shù)分析，以此可明確各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域之間的確切關(guān)系，這對(duì)于太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)研發(fā)過(guò)程中的相關(guān)科技人力資源配置、相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的處理以及實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置等，都具有重要的指導(dǎo)意義。

八 結(jié)果與討論

本研究運(yùn)用回歸分析、引文分析、共現(xiàn)分析等一些研究方法，對(duì)全球太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、高產(chǎn)專(zhuān)利申請(qǐng)人和高影響力的專(zhuān)利申請(qǐng)人、太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域的共性技術(shù)等進(jìn)行了一些定量分析。分析結(jié)果顯示：

(1) 1971～2010年，全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)總量呈接近于指數(shù)增長(zhǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)人總量呈指數(shù)增長(zhǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

(2) 全球太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)的DC技術(shù)領(lǐng)域數(shù)量和SA學(xué)科領(lǐng)域數(shù)量都呈對(duì)數(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

(3) 1971～2010年，全球太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域，最有影響力的前33個(gè)公司主要集中在日本；2007～2010年，全球太陽(yáng)能專(zhuān)利申請(qǐng)前30強(qiáng)的公司，近有2/3集中在日本。

通過(guò)對(duì)2010年的21339項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行共現(xiàn)分析，結(jié)果顯示：電鍍技術(shù)、半導(dǎo)體材料等10項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域，與其他技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)次數(shù)最多，可視為是全球太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域的共性技術(shù)。技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)系數(shù)分析，可為相關(guān)的專(zhuān)利技術(shù)R&D研發(fā)以及科技人力資源配置等科技管理工作提供重要的決策參考。

本初步研究主要是一些定量分析，筆者今后將結(jié)合定性分析和相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家意見(jiàn)，做更深入的有關(guān)太陽(yáng)能專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域的研究。

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