李 婷／石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理，河北 石家莊 050031

郭鴻湧／河北省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究院，河北 石家莊 050021

光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)路徑研究

李 婷／石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理，河北 石家莊 050031

郭鴻湧／河北省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究院，河北 石家莊 050021

光伏產(chǎn)業(yè)是河北省大力發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，在遭遇歐盟貿(mào)易保護(hù)所帶來的打擊和我國(guó)政府的大力扶持之后，正面臨著加大技術(shù)創(chuàng)新、降低成本的挑戰(zhàn)。本文通過對(duì)國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)以及專利的分析，結(jié)合河北光伏發(fā)展實(shí)際提出對(duì)策。

光伏技術(shù)；專利分析；技術(shù)路徑

1 國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況

1.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況

自1839年發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”和1954年第一塊實(shí)用的光伏電池問世以來，國(guó)外太陽能光伏發(fā)電取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。單晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率已經(jīng)從20世紀(jì)50年代的10%提高到目前25%，多晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率也達(dá)到20.4%，非晶硅薄膜電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到10.1%，碲化鎘太陽能電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到16.4%，銅銦鎵硒太陽能電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到20.3%[1]。以美國(guó)SunPower和日本Panasonic為代表的高效電池組件制造商的光伏產(chǎn)品效率已達(dá)到24%。日本的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)形成了成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系，尤其是住宅建筑的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，已成為最大的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)置用戶。目前高效單晶組件產(chǎn)品的成本已低于傳統(tǒng)單晶組件產(chǎn)品，但還高于多晶產(chǎn)品，高效電池技術(shù)在全球范圍內(nèi)蓄勢(shì)待發(fā)[2]。

目前，世界光伏技術(shù)呈現(xiàn)的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)越重視，其技術(shù)發(fā)展也就越先進(jìn)。在歐洲，德國(guó)、法國(guó)的光伏技術(shù)處于領(lǐng)先地位；在亞洲，日本走在前面，尤其是福島核電站事故后，綠色可再生能源成為日本發(fā)展的主流，日本的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)已形成了成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系，戶用電源系統(tǒng)發(fā)展迅速，已成為太陽能發(fā)電的重要組成部分。中國(guó)也緊跟發(fā)展步伐，分布式電站和戶用電站將成為我國(guó)的主要支持方向。

1.2 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況

我國(guó)光伏電池的研究始于1958年，自1981年開始，光伏電池及其應(yīng)用開始列入國(guó)家的科技攻關(guān)計(jì)劃，通過“六五”到“十一五”六個(gè)五年計(jì)劃，在光伏電池器件及應(yīng)用技術(shù)方面取得了可喜成績(jī)；2000年之后，國(guó)家科技部啟動(dòng)了國(guó)家863計(jì)劃和973計(jì)劃，分別對(duì)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和基礎(chǔ)性研究給予支持，尤其在晶體硅電池領(lǐng)域，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)單晶硅電池技術(shù)、多晶硅鑄錠技術(shù)、高效電池技術(shù)、晶體硅電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)以及特殊太陽電池組件的開發(fā)[3]。目前，單晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率最高24%，產(chǎn)業(yè)化單晶硅電池的最高效率已經(jīng)超過20%；多晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率最高達(dá)19.5%，產(chǎn)業(yè)化多晶硅電池的效率已經(jīng)達(dá)到18.5%。

在世界光伏市場(chǎng)拉動(dòng)下和國(guó)家隊(duì)發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的支持和促進(jìn)下，我國(guó)光伏制造業(yè)從小到大、從弱到強(qiáng)，已經(jīng)成為全球太陽電池和組件的最大制造國(guó)。總體看，一是我國(guó)晶硅電池/組件在性價(jià)比上具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；二是多晶硅材料不具有晶硅電池/組件那樣的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，特別是成本處于劣勢(shì)。我國(guó)現(xiàn)有一部分多晶硅制造企業(yè)由于成本高于國(guó)際平均水平而不得不停產(chǎn)，因此針對(duì)提高多晶硅性價(jià)比的技術(shù)是我國(guó)多晶硅的奮斗目標(biāo)；三是在原輔材料及設(shè)備制造方面，有些材料，如封裝玻璃、切割液、密封膠等，基本滿足了國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)需求。但有些材料，如組件封裝材料EVA和背板材料TPT等與國(guó)外還有一定差距。我國(guó)光伏設(shè)備制造為滿足國(guó)內(nèi)需求做出了重大貢獻(xiàn)，但高端設(shè)備與國(guó)際相比還有一定差距。高端原輔材料及高端設(shè)備制造技術(shù)水平的全面提升是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略任務(wù)之一。

2 河北省光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展情況

2.1 基本情況

河北光伏產(chǎn)業(yè)起步較早，具備較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和競(jìng)爭(zhēng)力。目前，河北省光伏產(chǎn)業(yè)水平和規(guī)模在全國(guó)處于“第一梯隊(duì)”。由《河北省高新技術(shù)企業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表》可知河北從事光伏產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)有30余家。雖然河北省有一些在全國(guó)具有較大影響力的光伏企業(yè)，比如晶龍集團(tuán)、英利集團(tuán)，但河北光伏行業(yè)也存在著各光伏企業(yè)科技發(fā)展水平總體差異較大的現(xiàn)實(shí)情況。

2012年行業(yè)危機(jī)對(duì)河北省光伏產(chǎn)業(yè)形成嚴(yán)重沖擊。資料顯示，當(dāng)年河北省太陽能電池產(chǎn)量3 321.4MW，同比增長(zhǎng)26.69%；主營(yíng)業(yè)務(wù)收入累計(jì)200.11億元，同比增長(zhǎng)-33.48%，利稅總額-27.24億元，增產(chǎn)不增收，虧損額逐月加大，部分以光伏產(chǎn)業(yè)為電子信息領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)的地市虧損局面較為嚴(yán)重。即便如此，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入占河北省光伏行業(yè)近30%的晶龍、英利集團(tuán)等一批太陽能光伏重點(diǎn)企業(yè)，在2012年的行業(yè)危機(jī)中卻逆市上揚(yáng)。

2.2 重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀

河北以晶龍集團(tuán)和英利集團(tuán)為代表的光伏企業(yè)在國(guó)內(nèi)外技術(shù)和市場(chǎng)方面都占有重要地位。晶龍集團(tuán)以生產(chǎn)單晶硅和單晶硅太陽能電池見長(zhǎng)，英利集團(tuán)在多晶電池及多晶硅鑄碇方面發(fā)展迅猛。

晶龍集團(tuán)旗下子公司晶澳公司開發(fā)了許多高效率、低成本的量產(chǎn)工藝和技術(shù)，打通了電池和組件量產(chǎn)中的技術(shù)環(huán)節(jié)，率先將所有產(chǎn)線上單晶電池（P型）效率提高至19.5%以上，單晶組件功率提升至270W以上，多晶電池效率提高至18.0%以上，多晶組件功率提升至260W以上。由于較好的產(chǎn)品品質(zhì)、有競(jìng)爭(zhēng)力的生產(chǎn)成本，在歐盟“雙反”背景下，晶澳能夠獲得超過50%的歐盟進(jìn)口配額（晶硅電池）。從2010年開始，晶澳研發(fā)N型電池技術(shù)（Bycium，倍秀）已有4年基礎(chǔ)，目前Bycium實(shí)驗(yàn)室批量效率達(dá)20.5%，最高到20.9%。憑借業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制造技術(shù)水平以及優(yōu)秀的電池技術(shù)研發(fā)能力，為低成本、高質(zhì)量、高功率N型單晶產(chǎn)品的規(guī)?；慨a(chǎn)提供富有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。

英利集團(tuán)的Panda（熊貓）電池源于ECN的n-Pasha電池，熊貓電池量產(chǎn)后電池光電轉(zhuǎn)換效率在19.5%～20.0%，組件功率在270W～275W，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)N型太陽能電池的新發(fā)展方向。但熊貓電池為了為了平衡成本，未采用特別復(fù)雜的流程。其與傳統(tǒng)P型單晶電池技術(shù)主要差異如下：需要以少子壽命較高的N型硅片作為襯底，前表面進(jìn)行硼擴(kuò)獲得PN結(jié)結(jié)構(gòu)，需要應(yīng)用前表面鈍化技術(shù)和背表面鈍化技術(shù)，背面需要金屬Ag柵線收集電流，流程相對(duì)復(fù)雜、輔料成本較高。

3 光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)分析

多晶硅原材料、硅片的制備、高效太陽能電池制備等幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展情況是：

3.1 多晶硅原材料

改良西門子法加低溫氫化技術(shù)是目前全球多晶硅原料的主流科技方向，在提高效率、降低成本特別是降低電消耗方面效果顯著。我國(guó)90%以上是改良西門子法，改良西門子法加低溫氫化技術(shù)是我國(guó)行業(yè)發(fā)展的基本態(tài)勢(shì)。

3.2 硅片的制備

3.2.1 晶體硅的制備。晶體硅分為單晶硅和澆鑄硅，兩條技術(shù)路線的爭(zhēng)論持續(xù)了近30年。市場(chǎng)的占有率與兩種方法在不同時(shí)期所產(chǎn)生的科技進(jìn)步緊密相連。澆鑄硅產(chǎn)量大成本低，但是制備電池的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低；單晶硅產(chǎn)量低、成本偏高，但轉(zhuǎn)換效率是目前光伏電池中最高的。歐洲屋頂電站最興旺的時(shí)候，也是單晶硅在世界市場(chǎng)占有率最高的時(shí)候。中國(guó)光伏發(fā)電的發(fā)展初期階段主要以地面大型電站為主，由于不受占地面積的限制，澆筑硅因其成本較低得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。隨著分布式電站的實(shí)施，單晶硅還會(huì)重新占據(jù)上風(fēng)，兩條技術(shù)路線的競(jìng)爭(zhēng)也還會(huì)長(zhǎng)期存在。

在單晶硅制備中，目前全球主要采用的是P型摻硼晶硅制作，光照10小時(shí)后會(huì)產(chǎn)生5%～8%不可恢復(fù)效率衰減，該難題長(zhǎng)期困擾著光伏界，河北省科學(xué)家研發(fā)低光衰摻鎵硅單晶，平均消除6%光衰，成本降低6%。

3.2.2 硅片的切割。線切割技術(shù)的問世，完全取代了內(nèi)圓切割，實(shí)現(xiàn)了切割技術(shù)的升級(jí)換代。隨著科技的不斷進(jìn)步，金剛線切割技術(shù)已經(jīng)問世，不僅切割速度是常規(guī)線切割的2倍，而且冷卻漿液無污染，避免了線切割后的砂漿廢液后處理，具有很好環(huán)保效果。冷卻方式的革新，推動(dòng)了線切割的更新?lián)Q代，金剛線切割技術(shù)是未來的發(fā)展主流。

3.3 高效太陽能電池的制備技術(shù)

高效太陽能電池的制備技術(shù)分為：碲化鎘薄膜電池、非晶硅薄膜電池、銅銦鎵硒薄膜電池、染料敏化柔性電池、晶硅電池。晶硅電池以轉(zhuǎn)化效率高、成本低占據(jù)了市場(chǎng)的主流，目前的市場(chǎng)占有率達(dá)到85%以上，成為光伏發(fā)電的主要技術(shù)。相比而言，薄膜電池成本高、效率低，投資巨大。

晶硅電池的發(fā)展近幾年有了突破性的進(jìn)展，量產(chǎn)效率已超過20%，2012-2014年科技部資助的863計(jì)劃把中國(guó)晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率提高到了一個(gè)嶄新的階段，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。繼續(xù)提高晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率，是目前光伏發(fā)電的研究的主流方向和目標(biāo)。

3.4 其他關(guān)鍵光伏制造技術(shù)

背接觸電池技術(shù)、二次印刷技術(shù)、大功率高效低衰減光伏組件技術(shù)是目前最新的科技動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向。

4 光伏技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠治鯷4]

本部分對(duì)光伏領(lǐng)域的專利進(jìn)行分析，從發(fā)展規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)、主要國(guó)家技術(shù)領(lǐng)域和主要機(jī)構(gòu)技術(shù)分布等方面考察光伏技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。研究對(duì)象為全球光伏技術(shù)的相關(guān)專利，專利數(shù)據(jù)來源于中國(guó)科技信息研究所專利分析數(shù)據(jù)庫(kù)，通過關(guān)鍵詞與分類號(hào)的組配檢索下載建成“光伏產(chǎn)業(yè)專題專利數(shù)據(jù)庫(kù)”，并基于該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相關(guān)分析。由于專利數(shù)據(jù)的延遲性，導(dǎo)致2010年和2011年的專利數(shù)據(jù)不完整，因此下文分析中這兩個(gè)年度的內(nèi)容僅供參考，不做結(jié)論。

4.1 世界光伏領(lǐng)域技術(shù)情況專利分析

4.1.1 世界光伏技術(shù)專利逐年申請(qǐng)情況

20世紀(jì)60-70年代光伏技術(shù)處于發(fā)展初期，總體專利申請(qǐng)量較小，每年的專利申請(qǐng)數(shù)量基本維持在10之內(nèi)；直到20世紀(jì)70年代末，光伏技術(shù)越來越受到重視，專利申請(qǐng)數(shù)量開始逐步增長(zhǎng)，最高的年份是1983年，達(dá)235項(xiàng)；20世紀(jì)80年代中后期光伏技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)波動(dòng)，表現(xiàn)為專利申請(qǐng)數(shù)量開始小幅回落，這種回落的態(tài)勢(shì)一直持續(xù)到20世紀(jì)90年代中期，由每年200余項(xiàng)降到不足百項(xiàng)；從1995年開始光伏技術(shù)開始進(jìn)入上升階段，穩(wěn)步、平緩的發(fā)展一直持續(xù)到2001年，該年專利申請(qǐng)量達(dá)306項(xiàng)；在2002年增長(zhǎng)速度有一個(gè)小幅回調(diào)之后，光伏技術(shù)度專利申請(qǐng)量出現(xiàn)了新一輪的、真正的高速發(fā)展期，全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量迅猛增長(zhǎng)，在2002年到2005年4年間，專利申請(qǐng)數(shù)量翻了一番，由每年近300項(xiàng)上升到600余項(xiàng)，在2006年到2009年的4年間，專利申請(qǐng)數(shù)量又翻了一番，由每年不到1 000項(xiàng)增長(zhǎng)2 085項(xiàng)。

4.1.2 光伏技術(shù)專利在各國(guó)的分布

美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、加拿大、澳大利亞這10個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)的96.7%，其中美國(guó)和中國(guó)均占24%，日本占20.5%，韓國(guó)和德國(guó)分別占有8%左右的份額。

4.1.3 光伏重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠植?/p>

圖1 光伏重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域分布

在六大技術(shù)領(lǐng)域中，結(jié)晶硅專利申請(qǐng)量最多，其次為化合物薄膜和薄膜硅，化合物結(jié)晶及染料敏化最少。其中結(jié)晶硅專利申請(qǐng)起始年限最早在20世紀(jì)60年代。

4.1.4 各國(guó)重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)

中國(guó)在光伏技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量總量位于世界領(lǐng)先地位，在結(jié)晶硅和化合物薄膜方面研發(fā)實(shí)力強(qiáng)，專利申請(qǐng)數(shù)量超過了其他國(guó)家，而化合物結(jié)晶核方面研發(fā)能力弱，專利數(shù)量較少；美國(guó)在不同領(lǐng)域的技術(shù)分布態(tài)勢(shì)和全球技術(shù)分布一致，專利申請(qǐng)量最多的是結(jié)晶硅，薄膜硅和化合物薄膜專利申請(qǐng)數(shù)量相近，位于其次，染料敏化方面的專利申請(qǐng)數(shù)量最少；日本在結(jié)晶硅和薄膜硅兩個(gè)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)量相近，且為最多，其次是化合物薄膜專利申請(qǐng)數(shù)量，染料敏化方面的專利申請(qǐng)數(shù)量最少；歐洲和德國(guó)的光伏技術(shù)專利分布相似，它們的專利申請(qǐng)數(shù)量遠(yuǎn)低于前三個(gè)國(guó)家，專利申請(qǐng)量最多的是結(jié)晶硅，薄膜硅和化合物薄膜專利申請(qǐng)數(shù)量相近，位于其次，化合物結(jié)晶的專利申請(qǐng)數(shù)額位于倒數(shù)第二，不過在染料敏化和有機(jī)半導(dǎo)體方面，這兩個(gè)地區(qū)存在明顯差異，德國(guó)染料敏化專利數(shù)遠(yuǎn)大于歐洲，而歐洲的有機(jī)半導(dǎo)體專利數(shù)遠(yuǎn)大于德國(guó)；韓國(guó)在專利申請(qǐng)量最多的是結(jié)晶硅，其次化合物薄膜，薄膜硅和有機(jī)半導(dǎo)體專利申請(qǐng)數(shù)量相近，位于再次，最少的染料敏化和化合物結(jié)晶的專利申請(qǐng)數(shù)額。

4.1.5 光伏研究機(jī)構(gòu)的專利分析

圖2 光伏技術(shù)領(lǐng)域主要專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)全球排名

光伏技術(shù)領(lǐng)域主要專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)全球排名如圖2，在前20位的排名中，日本機(jī)構(gòu)有12家，占60%；美國(guó)機(jī)構(gòu)有4家，占20%；韓國(guó)和德國(guó)分別有2家機(jī)構(gòu)。其中，專利申請(qǐng)數(shù)量最多的3個(gè)機(jī)構(gòu)分別是日本的三洋電力、佳能和三菱集團(tuán)，其次是德國(guó)西門子；再次是德國(guó)默克集團(tuán)、日本夏普、日本昭和殼牌石油、美國(guó)RCA以及美國(guó)應(yīng)用材料公司；剩余的11家機(jī)構(gòu)光伏專利申請(qǐng)量差別不大。從中看出，日本科研機(jī)構(gòu)在光伏領(lǐng)域具有很強(qiáng)實(shí)力，不僅擁有光伏專利的機(jī)構(gòu)數(shù)量多，而且機(jī)構(gòu)擁有光伏專利的數(shù)量也多；德國(guó)雖然只有2家機(jī)構(gòu)進(jìn)入全球20強(qiáng)，但這2家機(jī)構(gòu)擁有的專利數(shù)量都在排名前5位。中國(guó)雖然擁有光伏專利總數(shù)很多，但沒有一家機(jī)構(gòu)能進(jìn)入全球20強(qiáng)。

4.2 中國(guó)光伏領(lǐng)域技術(shù)情況專利分析

4.2.1 中國(guó)光伏技術(shù)總體專利申請(qǐng)情況

圖3 中國(guó)光伏技術(shù)專利申請(qǐng)時(shí)間趨勢(shì)圖

中國(guó)光伏專利發(fā)展動(dòng)向如圖3，在20世紀(jì)90年代中期之前中國(guó)光伏技術(shù)仍處于發(fā)展初期，總體專利申請(qǐng)量較小，每年的專利申請(qǐng)數(shù)量基本維持在1～2項(xiàng)；在1995年-2004年的10年間，中國(guó)光伏技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，專利申請(qǐng)量逐漸增加，這比世界光伏技術(shù)增速發(fā)展的時(shí)間晚20年；2005-2010年是中國(guó)光伏技術(shù)真正的高速發(fā)展期6年間光伏專利申請(qǐng)數(shù)量增長(zhǎng)了7倍，在2010年達(dá)到頂峰。

由世界和中國(guó)光伏領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)圖的分析，初步認(rèn)為從生命周期上看，光伏技術(shù)已經(jīng)走過萌芽期和成長(zhǎng)期，正處于成熟期。

4.2.2 中國(guó)光伏技術(shù)領(lǐng)域分布

通過對(duì)近10年中國(guó)光伏技術(shù)專利申請(qǐng)情況的統(tǒng)計(jì)分析，不同類型的光伏技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展情況各有不同。結(jié)晶硅和化合物薄膜起步稍早，在2002年已經(jīng)開始進(jìn)入新一輪較長(zhǎng)時(shí)期的快速增長(zhǎng)階段，在經(jīng)過4年的穩(wěn)步增長(zhǎng)之后，接下來又有5年的飛速發(fā)展階段，2010年的專利申請(qǐng)數(shù)是2002年的幾十倍到上百倍；薄膜硅的發(fā)展趨勢(shì)類似于結(jié)晶硅，只是該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)最多的年份是2009年，早結(jié)晶硅1年；化合物結(jié)晶在2002-2007年度6年間，專利申請(qǐng)數(shù)量保持較穩(wěn)定的狀態(tài)，在2008年有一個(gè)突然急速增長(zhǎng)，之后的4年就維持在這個(gè)較高專利申請(qǐng)數(shù)狀況；有機(jī)半導(dǎo)體專利申請(qǐng)數(shù)在這些年變化不大，前幾年保持穩(wěn)定狀態(tài)，后幾年又保持在比前面稍高的一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；染料敏化起步稍晚，從2006年起一直處于穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

4.3 重點(diǎn)光伏領(lǐng)域情況分析

4.3.1 結(jié)晶硅

結(jié)晶硅發(fā)展趨勢(shì)圖很清晰，在經(jīng)過30多年的少有起伏的持平和平緩發(fā)展階段后，進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展期，然后又開始回落。具體來說，結(jié)晶硅起步較早，開始于上世紀(jì)60年代中期。在1964年到1974年期間，結(jié)晶硅技術(shù)處于起步期，每年的專利數(shù)不超過5項(xiàng)；1975年到1985年結(jié)晶硅專利申請(qǐng)數(shù)開始穩(wěn)步增長(zhǎng)；但到1986年突然開始出現(xiàn)回落，這種回落振蕩期一直延續(xù)到90年代中期；從此之后，結(jié)晶硅技術(shù)進(jìn)入不斷發(fā)展階段，這種發(fā)展有個(gè)鮮明的特點(diǎn)，先是平穩(wěn)發(fā)展然后就有一個(gè)急速增長(zhǎng)期，1996年到2004年就是穩(wěn)步發(fā)展期，隨后的5年就是急速發(fā)展期。整個(gè)發(fā)展趨勢(shì)看，結(jié)晶硅技術(shù)已走過初始期、增長(zhǎng)期，目前應(yīng)該處于成熟期階段。

在結(jié)晶硅專利全球分布中，中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、澳大利亞、加拿大、法國(guó)和英國(guó)這10個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)的96.7%，其中中國(guó)占27%，美國(guó)23%，日本18%，韓國(guó)和德國(guó)分別占9%和7%的份額。

4.3.2 薄膜硅

圖4 薄膜硅發(fā)展趨勢(shì)圖

薄膜硅的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)較簡(jiǎn)單，經(jīng)過長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)定，進(jìn)入發(fā)展階段，又迅速回落。具體可分為3個(gè)階段：1984年到2004年的20年間，都處于平穩(wěn)期，每年的專利申請(qǐng)數(shù)量基本穩(wěn)定在同一數(shù)值；從2005年開始的5年，薄膜硅專利申請(qǐng)數(shù)開始逐年增長(zhǎng)，5年增長(zhǎng)了近5倍。

在薄膜硅專利全球分布中，日本、美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、澳大利亞、法國(guó)、加拿大和英國(guó)等10個(gè)國(guó)家擁有全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)的97%，其中日本31%，美國(guó)25%，中國(guó)占17%，韓國(guó)和德國(guó)分別占6%的份額。

4.3.3 化合物薄膜

化合物薄膜專利申請(qǐng)數(shù)在1984年到1995年間基本穩(wěn)定在相同水平；從1995年之后的連續(xù)10年都是一個(gè)平緩的發(fā)展階段；到2005年就進(jìn)入了快速發(fā)展階段，每年化合物薄膜的專利申請(qǐng)數(shù)量都有大幅增長(zhǎng)。

在化合物薄膜專利全球分布中，中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)、德國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、加拿大、法國(guó)、澳大利亞和英國(guó)等10個(gè)國(guó)家擁有全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)的94%，其中中國(guó)占30%，美國(guó)24%，日本14%，韓國(guó)和德國(guó)分別占8%和6%的份額。

圖5 化合物薄膜發(fā)展趨勢(shì)圖

5 結(jié)論

5.1 河北光伏產(chǎn)業(yè)鏈最為完整，不僅有晶體制備和硅片加工，還有光伏電池封裝設(shè)備生產(chǎn)。河北晶龍實(shí)業(yè)集團(tuán)、晶澳太陽能有限公司、天威英利新能源有限公司、光為綠色新能源股份有限公司等企業(yè)是河北省光伏產(chǎn)業(yè)的代表性企業(yè)，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力較強(qiáng)，在全國(guó)光伏企業(yè)名列前茅，具有較強(qiáng)影響力。但同時(shí)河北省光伏企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平差別很大，僅有少數(shù)幾個(gè)企業(yè)實(shí)力較強(qiáng)，大部分企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力不足。

5.2 從世界和中國(guó)光伏領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析，初步認(rèn)為從生命周期上看，光伏技術(shù)已經(jīng)走過萌芽期和成長(zhǎng)期，正開始步入成熟期。美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、中國(guó)、加拿大和澳大利亞這10個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)的96.7%。中國(guó)在光伏技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量總量位于世界領(lǐng)先地位，在結(jié)晶硅和化合物薄膜方面研發(fā)實(shí)力強(qiáng)，而化合物結(jié)晶核方面研發(fā)能力弱。

5.3 河北是光伏大省，代表性企業(yè)在中國(guó)光伏界具有舉足輕重的地位，擁有引領(lǐng)潮流的科研成果也較多。因此，支持這些企業(yè)將突破性科研成果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化對(duì)河北省乃至全國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有重大意義?？蓪⒌湫推髽I(yè)多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)集成形成拳頭產(chǎn)品、優(yōu)秀品牌進(jìn)行推廣，通過以點(diǎn)帶面推動(dòng)河北省光伏技術(shù)的進(jìn)步。

[1]太陽能電池[DB/OL].http://zh.wikipedia.org/zh-cn/太陽能電池.

[2]高一翔，高子涵.未來太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景分析[J].電子世界，2012（10）：13.

[3]鐘史明.太陽能光伏發(fā)電概述與預(yù)測(cè)[J].熱電技術(shù)，2012（4）：1-8.

[4]肖滬衛(wèi).專利地圖方法與應(yīng)用[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2011.

本文由石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士科研啟動(dòng)基金、石家莊市軟科學(xué)項(xiàng)目與中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所科研項(xiàng)目共同資助。

李婷（1968-），女，石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理重點(diǎn)學(xué)科教授，博士，研究方向：科技創(chuàng)新與管理。

郭鴻湧（1972-），男，河北科技情報(bào)研究院院長(zhǎng)、研究員，博士，研究方向：科技管理研究。