光伏建筑一体化技术专利申请状况分析

李 浩，王志云，王 淼，常 娜，刘海燕，林雯清

（中国专利技术开发公司，北京 100088）

2012年，国务院印发了“十二五”国家战略性新兴产业发展规划的通知[1]，勾画了我国在“十二五”期间战略性新兴产业发展的蓝图。在七大战略性新兴产业中，作为影响我国国民经济命脉的能源类产业——新能源产业位列其中，但目前仍不能直接获取指向战略性新兴产业发展状况的专利指标。利用国际专利分类（IPC）和高效检索工具，通过针对性、多层面地对专利信息进行挖掘、调查、统计、分析，可掌握新能源产业（特别是太阳能建筑产业）现有技术状况，认清该领域竞争态势，分析该产业专利技术发展趋势。

光伏建筑一体化（BIPV），是应用太阳能发电的一种新概念，简单来讲就是将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。光伏建筑一体化有诸多优点，如有效利用建筑外表面、无需额外用地或者加建其它设施、节约外饰材料、缓解电力需求等。

光伏建筑一体化是指将光伏发电技术和建筑学相结合，结合方式主要有两类：①建筑与光伏系统相结合，把封装好的光伏组件平板或曲面板安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，建筑物作为光伏阵列载体，起支撑作用；②建筑与光伏组件相结合，即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户，这样既可用作建材也可用作发电[2]。

本文以国际专利分类（IPC）和关键词为入口在中国专利文献检索系统（CPRS）进行检索（专利文献公开日期截止到2012年5月31日），并利用检索结果简要分析光伏建筑一体化产业专利技术的发展情况。

1 光伏建筑一体化产业专利技术分布状况的分析

光伏建筑一体化根据建筑物结构主要分为光伏屋顶、光伏幕墙及光伏门窗等。如图1所示，光伏屋顶领域的专利申请量最大，占64.82%之多；其次是光伏幕墙领域与光伏门窗领域，分别占18.31%与16.86%。由此可见，光伏屋顶领域发展得最好，其原因在于：①光伏屋顶相对于光伏幕墙与光伏门窗而言，其日照条件好，不易受到遮挡，可以充分接收太阳辐射，从而使光伏屋顶技术受到了更多的青睐；②国家大力推行了“太阳能屋顶计划”、“金太阳工程”等政策措施，从政策层面上也促进了光伏屋顶领域的发展。

图2显示了光伏建筑一体化产业主要领域（光伏屋顶、光伏幕墙及光伏门窗）在1997—2011年期间专利申请情况。在2002年之前，光伏建筑一体化产业的专利申请量比较平稳，每年的申请量约不到20件；2002年之后，光伏建筑一体化产业的专利申请量逐年增长，尤其是在近几年（2006年至今）增长速度尤为显著，达到了井喷状态；此外，光伏屋顶在光伏建筑一体化产业中一直占据最重要的位置，光伏幕墙及光伏门窗的每年申请量不相上下。图2 还显示2011年的专利申请量有所回落，这是因为2011年申请的专利部分还没有公开。

图1 光伏建筑一体化产业的主要技术构成Fig.1 Main components of BIPV industry

图2 光伏建筑一体化产业主要领域的发展情况Fig.2 Time evolution of volume of patent applications of BIPV industry between 1997 and 2011

如图3所示，在光伏建筑一体化产业专利申请中，实用新型专利占50%以上，达61.69%，而代表更高技术含量的发明专利则只占不到40%，从而说明，相关企业、科研机构及单位需要进一步加大对光伏建筑一体化产业的研发投入，加强创新力度，寻找技术突破点，占领行业技术的制高点。

图3 光伏建筑一体化产业的专利类型Fig.3 The patent types of BIPV industry

2 我国光伏建筑一体化产业专利的发展趋势分析

图4显示了1986—2010年光伏建筑一体化产业的专利申请量情况。由图可见，1986—1996年光伏建筑一体化产业的专利申请量非常低，1996—2002年该产业受到国家相关政策的推进有所起色，但专利申请量并没有实质性的增长，自2002年开始，因国家“十五”规划及“十一五”规划的刺激及促进，光伏建筑一体化产业的专利申请量得到了大幅度的增长，特别是在2006—2010年平均年增长率达51.3%。在国家“十二五”规划中多次提到要促进光伏建筑一体化产业的发展[3]，扩大光伏发电市场，因此在今后几年，该产业极有可能会保持突飞猛进的发展势头。据保守估计，到2015年光伏建筑一体化产业的专利申请量将突破4000件。此外从图4中还可以发现，实用新型专利的增长率一直高于发明专利的增长率。

图4 1986—2010年光伏建筑一体化产业的专利申请量Fig.4 Volume of patent applications of BIPV industry from 1986 to 2010

3 光伏建筑一体化产业的国内申请人分析

图5显示了光伏建筑一体化产业专利申请量前10名的省份情况。从图5可以看出，江苏在国内光伏建筑一体化技术领域的研发实力最强，相关的专利申请量占据全国总专利申请量的13.07%，上海、北京、广东及浙江分别以10.75%、9.41%、9.01%及8.17%的专利申请量份额占据前五名，而辽宁、山东、安徽、湖北等省的研发实力比较接近。

从专利申请量前10名的省市中可以看出，这些省市大多属于中东部地区，而在日照时间更长、太阳能资源更为丰富的西部地区光伏技术发展有些落后，从而明显反映出光伏产业东西部发展不均衡的状况。

图5 光伏建筑一体化产业专利申请量前10名的省市Fig.5 Top 10 provinces and cities of patent applications in BIPV industry

我国是太阳能资源相当丰富的国家，约有2/3的地区太阳能资源较好，特别是青藏高原和新疆、甘肃、内蒙古一带，利用太阳能的自然条件尤其有利，在这些地区我们要加大对太阳能技术的投入，大力发展光伏建筑一体化产业，推进对太阳能产品的应用，以充分利用西部太阳能资源丰富的特点。

4 光伏产业的产业链分析

众所周知，光伏产业链包括太阳能电池的制造、组装太阳能电池以形成太阳能电池板及光伏产品的应用，其中光伏产品的一项重要应用为光伏建筑一体化。可将太阳能电池、太阳能电池板及相关的制造工艺作为光伏产业的上游产业，将光伏建筑一体化产业作为光伏产业的下游产业。

图6 太阳能电池产业（光伏上游产业）专利申请量 前10名省市Fig.6 Top 10 provinces and cities of patent applications in PV industry（upstream industry）

图6显示了光伏上游产业的专利申请量前10名的省市情况，其中江苏、上海、浙江、北京、广东、台湾、山东等省市在太阳能电池领域实力雄厚，而这些省市在光伏建筑一体化产业的专利申请量中同样占据前10名的位置，这在一定程度上说明江苏、上海、浙江、北京、广东、台湾、山东等省市的光伏上、下游产业对接比较好，光伏产业链较为完整。特别是江苏省，拥有无锡尚德、天合光能、阿特斯太阳能等一大批光伏产业龙头企业，从而也奠定了江苏在国内光伏产业中的霸主地位。

此外，相比较太阳能电池产业的总专利申请量（15400件），光伏建筑一体化产业的总专利申请量（2019件）不及太阳能电池产业的1/7，这反映了我国光伏产业的“重制造、轻应用”的发展模式。据统计资料显示，国内生产的太阳能产品有90%出口到国外，只有10%留在国内。这种“重制造、轻应用”的发展模式会使国内光伏企业受制于国外市场，一旦国外市场有变，会给这些光伏企业带来极大影响，特别是近来由欧美国家发起的对中国光伏电池的反倾销调查更是将大部分国内光伏企业带入了困境，因此我国需要推广太阳能产品的应用，加强国内光伏系统应用市场的建设，扩大内需，消化国内光伏产能，唯有这样国内光伏企业的发展才会长盛不衰。

5 光伏建筑一体化产业在中国专利申请量前10名位的申请人排序分析

如图7所示，光伏建筑一体化产业的企业专利申请较多，而大学和研究机构的专利申请最少，这说明光伏建筑一体化技术已经形成初具规模的产业，相关企业主导着光伏建筑一体化产业的发展方向。另外，该产业的个人申请较多，占43.86%的份 额，经进一步分析，这些个人申请中有相当量的专利具有企业背景，很多企业的法人利用个人名义进行了专利的申请。

图7 光伏建筑一体化产业专利申请人类型Fig.7 Distribution of patent applicants of BIPV industry

图8显示的是光伏建筑一体化产业的专利申请人排序情况。企业方面，吉富新能源科技(上海)有限公司、北京环能海臣科技有限公司、深圳南玻幕墙及光伏工程有限公司、武汉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体化领域的专利申请量处于较高水平，其中深圳南玻幕墙及光伏工程有限公司和武汉日新科技有限公司是专注于光伏建筑一体化的企业，在该行业中具有一定的影响力；个人方面，徐宝安、刘新广、李毅等的申请量较高；国外来华申请人方面，日本佳能株式会社的专利申请量较多，为19件且全部为发明专利申请，这说明日本的企业非常重视在华专利布局。

图8 光伏建筑一体化产业专利申请申请人排序Fig.8 Ranking patent applicants of BIPV industry

从图8还可以看出，在光伏建筑一体化产业的专利申请量前15名中，只有日本佳能株式会社一家国外公司，这说明国外相关光伏企业在光伏建筑一体化领域的专利战略部署尚未在中国展开，这便为我国该技术的全面发展提供了一个良好的机遇。

6 结论及建议

光伏建筑一体化产业的专利申请量自2006年至今增长速度尤为显著，达到井喷状态。光伏屋顶在光伏建筑一体化技术中一直占据最为重要的位置。

在光伏建筑一体化产业专利申请中，大多数为实用新型专利，而代表更高的技术含量的发明专利申请比例不到40%，建议进一步加大对光伏建筑一体化产业的研发投入，加强创新力度，寻找技术突破点。

江苏省在光伏建筑一体化技术领域的研发实力最强，上海、北京、广东及浙江等省市也具有较强实力；江苏、上海、浙江、北京、广东、台湾、山东等省市的光伏上、下游产业对接比较好，光伏产业链较为完整。但是，光伏产业也表现了东西部发展明显不均衡的状况，我们要充分利用西部太阳能资源丰富的特点，在西部推进对太阳能产品的应用。

光伏产业的专利申请分布反映了我国太阳能产业的“重制造、轻应用”的发展模式，这种发展模式会给光伏企业带来种种弊端，建议我国推广对太阳能产品的应用，扩大内地市场。

光伏建筑一体化产业的企业专利申请较多，而大学和研究机构的专利申请最少，相关企业主导着光伏建筑一体化技术的发展方向；此外，国外相关光伏企业在光伏建筑一体化领域的专利战略部署尚未在中国全面展开，为我国该技术的发展提供了一个良好的机遇。

[1] 国务院.国务院关于印发“十二五”国家战略性新兴产业发展 规划的通知[EB/OL]. http://www.gov.cn/zwgk/2012-07/20/content_ 2187770.htm.

[2] Yang Hongxing（杨洪兴），Zhou Wei（周伟）. 太阳能建筑一体化技术与应用[M]. Beijing：China Architecture&Building Press，2009.

[3] 中华人民共和国科学技术部. 太阳能发电科技发展“十二五”专项规划[EB/OL]. http://www.most.gov.cn/fggw/zfwj/zfwj2012/ 201204/ t20120424_93887.htm.