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“中國光伏不僅在專利和技術層面引領創新,也在綠色能源治理和全球碳循環中提供了切實貢獻。”
來源:北京海通國際知識產權研究院
作者:澤識
歐洲專利局(EPO)發布的《光伏技術進展洞察報告》,以1974年至2023年長達五十年的專利數據勾勒出全球光伏技術的發展軌跡。報告顯示,中國在當前的光伏創新中正發揮著越來越重要的作用。
對于正加快布局海外市場的中國光伏企業而言,這些專利既體現了技術積累,也關系到能否順利進入不同市場。在材料、器件、管理和應用等方向上,部分技術已經在海外市場展現出突出的潛力。
1、鈣鈦礦專利快速增長:效率與環保并重
在材料領域,鈣鈦礦技術正逐漸展現出成為中國光伏企業切入海外高端市場潛在突破口的趨勢。自2016年以來,全球相關專利數量增長近千倍,其中超過六成來自中國科研機構和龍頭企業。無論是效率超過26%的單結電池,還是突破30%的鈣鈦礦–硅疊層電池,都展現出中國在這一前沿領域的競爭力。與此同時,這些專利并不局限于效率參數,還覆蓋了“溶液法制備”“無重金屬配方”等工藝,為進入歐洲市場提供了額外的合規與溢價空間。
這種布局意味著產品不僅能夠滿足德國住宅光伏項目對組件效率不低于24%的要求,也能在合規層面規避REACH法規對重金屬的限制,從而在歐洲市場具備附加價值。換句話說,同樣大小的一塊屋頂,如果采用中國的疊層組件,其發電量不僅足以滿足家庭需求,還可能多出部分冗余電力,形成直觀的差異。
2、硅基鈍化技術進展:成本與可靠性的平衡
與此同時,中國在硅基鈍化技術上的進展同樣引人關注。從2010年至2023年,TOPCon和HJT相關專利數量增長超過三百倍,其中相當比例已經轉化為量產能力。以通威的TOPCon組件為例,其效率超過24%,成本較傳統PERC方案低8%-10%。在新興市場,這類產品的優勢表現得尤為明顯。東南亞和非洲的光伏項目普遍面臨高溫高濕環境,而TOPCon組件的低衰減特性(年衰減率低于1.5%)有助于延長電站壽命,并減少維護頻率。這種結合了成本與耐用性的方案,使得中國企業在競爭中更容易獲得項目方的青睞。
3、疊層電池布局:通向高溢價市場的路徑
疊層電池作為新一代高效光伏技術,正逐漸展現出塑造未來競爭格局的潛在價值。根據EPO的數據,全球疊層電池相關的國際專利家族已超過2.1萬項,其中中國申請人占比達到一半以上,專利覆蓋“串聯結構設計”“界面修飾”等核心環節。以天合光能為例,其α疊層組件的量產效率已突破28%,在全球范圍內保持領先。
這種專利優勢正在海外市場逐漸顯現。美國《通脹削減法案》對效率在27%以上的組件給予額外補貼,中國的疊層電池產品恰好契合這一政策,在北美市場因此更具競爭力。同時,疊層電池的寬光譜吸收特性也能夠適應北歐低光照環境,使冬季發電量提升約10%-12%。對于長期受限于氣候條件的北歐項目而言,這種改善具有現實意義。
4、雙面組件與追日系統:優化投資回收周期
在大型電站項目中,雙面組件與追日系統的結合正逐漸成為提升收益的常見方案。中國企業在相關領域的專利占比超過70%,覆蓋了從“雙玻璃結構”“抗PID衰減”到“雙軸追蹤算法”“風載優化”的完整鏈條。多地項目的經驗表明,在中東地區應用這一組合,可以帶來超過30%的發電量提升。
這種增益直接作用于投資邏輯。以沙漠電站為例,常規項目的回本周期通常需要五年,而采用雙面組件和追日系統后,周期可以縮短至約4.2年。對于資本回收期敏感的開發商而言,這樣的差異常常成為投標過程中的重要考量。此外,雙玻璃雙面組件的抗風沙與抗腐蝕特性,使其能夠更好地適應中東和澳大利亞等地區的環境條件,在降低運維成本的同時延長電站壽命。
5、AI診斷技術:提升遠程運維效率
隨著海外光伏項目規模不斷擴大,如何實現高效運維成為亟待解決的問題。報告數據顯示,全球光伏AI診斷相關專利在近十年間增長近千倍,其中不少來自中國企業,例如陽光電源、金智科技。這些專利聚焦于“多維度數據采集”“故障精準定位”等環節,部分技術已能實現基于無人機巡檢與AI算法的快速診斷,故障識別準確率超過98%,響應時間縮短至一小時以內。
對于人員短缺、交通不便的地區,這類專利方案價值尤為突出。以非洲和拉美的電站為例,借助遠程運維平臺,現場維護頻次可減少一半以上。同時,AI預測性維護的應用也在加快落地,例如提前三個月預測逆變器的潛在故障。這種能力能夠有效降低停機風險——在歐洲,一座電站若停機一天,每兆瓦可能造成超過一萬美元的經濟損失。
6、回收技術:合規要求與成本優勢
在環保成為全球共識的背景下,光伏組件回收正成為海外市場的必備條件。歐盟《新電池法規》和《廢棄物框架指令》均提出,到2030年光伏組件回收率需達到85%以上。EPO的專利數據表明,中國企業在硅片回收與金屬回收方面的布局持續加快,2010年至2023年間相關專利申請量占到全球的45%。例如,協鑫科技的硅料回收技術已能實現99.999%的純度,并進入商業化應用。
這種技術不僅回應了合規需求,也帶來商業價值。歐洲的光伏項目招標越來越多地要求提交“全生命周期環保報告”,具備回收技術的企業更容易獲得投標資格。同時,回收工藝所帶來的原材料循環利用能降低硅料采購成本,據測算可節省10%-15%。對于在歐洲設廠的中國企業來說,這一優勢在合規與成本兩方面都具有意義。
7、BIPV:契合歐洲建筑改造的潛力
光伏應用正逐步從地面電站走向與建筑結合更緊密的領域。EPO報告顯示,歐洲已成為全球最大的BIPV市場,2023年需求占比超過一半。中國企業在這一方向的專利布局不斷加快,覆蓋“外觀定制”“抗風荷載”“發電–建材雙功能”等方面。例如,隆基的BIPV屋頂組件在兼顧防水性的同時保持較高發電效率,尤其適配歐洲的老舊建筑改造。2010年至2023年間,中國在BIPV相關專利上的申請量增長超過200倍,顯示出顯著的追趕勢頭。
這一布局與歐洲政策導向高度契合。“未來建筑”計劃要求新建建筑的光伏覆蓋率達到30%以上。借助這一趨勢,中國BIPV產品已進入法國“零碳社區”等項目,單個合同額超過1億歐元。同時,輕量化組件的專利創新(重量較傳統組件輕約30%)使其能夠滿足歐洲歷史建筑有限的承重條件。
8、光伏制氫:能源轉型中的跨界探索
光伏制氫正在成為能源轉型過程中的新路徑。隨著全球綠氫需求上升,報告預測到2030年海外綠氫項目對光伏的需求將超過500GW。中國企業已在“光伏–電解槽協同控制”“低能耗制氫”等方向加速專利布局。例如,國家電網的“光伏直供制氫”技術能效較傳統方案提升約12%,并已在沙特和澳大利亞的項目中應用。
這些專利為中東和澳大利亞的大型綠氫計劃提供了完整方案。從光伏發電到制氫,再到儲能與輸出,中國企業能夠形成“一體化輸出”,提升項目整體收益。同時,部分專利覆蓋“寬負荷適應性”,有助于緩沖光伏出力波動,保障制氫過程的穩定性。對于投資規模龐大的綠氫項目而言,這種穩定性具有現實意義。
9、國際專利缺口:數量與話語權的落差
盡管中國在光伏專利數量上已取得領先,但在國際化布局方面仍存在不足。報告顯示,2022年中國貢獻了全球新增光伏發明的八成以上,但在全球前二十名國際專利家族申請人中,沒有中國企業的身影。這種情況意味著,在歐洲、北美等核心市場,中國企業可能因缺乏專利儲備而面臨風險。近年來,已有中國企業在德國因專利侵權支付了高額賠償,提醒行業必須更加重視海外布局。
對于頭部企業而言,更加重視在歐洲專利局(EPO)與美國專利商標局(USPTO)等核心市場的專利覆蓋,將是彌補短板的重要方向。
10、區域適配不足:多元市場的挑戰
除了國際專利家族的缺口,區域適配性問題也值得重視。不同市場存在顯著差異:東南亞的高溫高濕環境需要“抗腐蝕組件”,而北美的農光互補模式則依賴“低遮擋支架”。這些方向上的專利布局仍然薄弱。如果缺乏針對性的技術儲備,中國企業即便具備規模優勢,也可能因適配不足而失去訂單。因此,結合區域需求加快研發,將成為未來出海戰略中不可或缺的一環。
11、終章:專利的未來意義與中國貢獻
整體來看,EPO的專利數據表明,中國光伏企業正處在從“成本驅動”向“專利驅動”的關鍵轉折期。鈣鈦礦、疊層電池、硅基鈍化等前沿技術,為企業進入高端市場提供了更多可能;雙面組件與追日系統展現出在特定環境下的系統化競爭力;AI診斷與回收工藝回應了海外項目在運維與環保上的合規需求;同時,BIPV和光伏制氫等新興場景,也逐漸成為出海戰略的重要延伸。對于企業而言,未來的挑戰不僅在于技術突破本身,更在于如何將專利布局與國際化和區域適配相結合。在核心技術持續積累的同時,更加注重海外專利的覆蓋范圍與合規性,將有助于中國光伏企業在全球競爭中形成更穩固的長期優勢。
置于全球碳中和與能源轉型的大背景下,中國光伏產業的意義已超越單一市場競爭,而在國家戰略的推動下,逐步成為全球可持續發展的重要支撐。伴隨“2030碳達峰、2060碳中和”目標的提出,中國率先作出世界級能源轉型承諾,并通過光伏產業的規模化發展,將度電成本在十年間降低逾八成,為全球提供了一種可負擔的綠色公共品。
從碳循環到綠色價值鏈,中國企業在硅料回收、材料再利用、光伏—氫能耦合等領域的探索,為國際社會貢獻了可復制的經驗。同時,中國積極參與IEC、ISO等國際標準制定,在組件、測試規范與環保要求等方面推動全球規則趨于統一,展現出“從制造者到規則塑造者”的角色轉變。
從這一角度看,中國光伏不僅在專利和技術層面引領創新,也在綠色能源治理和全球碳循環中提供了切實貢獻。這一貢獻已逐步強化其在全球應對氣候變化和實現可持續發展目標中的作用,也使中國方案在世界能源轉型中呈現出更深遠的意義。關于北京海通國際知識產權研究院
北京海通國際知識產權研究院
是一家經北京市知識產權局批準設立并主管的國際知識產權研究機構,由北京市民政局正式登記注冊,主要致力于國際知識產權法律問題研究與咨詢、海外知識產權風險防范和糾紛應對研究、案件分析與論證、國際學術會議、組織培訓與國際交流,尤其是中國企業“出海”和“一帶一路”中的國際知識產權保護。研究院由一批中國知識產權、法律和司法界知名專家和有志之士共同發起和籌建。
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(原標題:光伏出海的“硬通貨”:EPO報告里的材料專利密碼)
來源:IPRdaily中文網(iprdaily.cn)
作者:澤識
編輯:IPRdaily辛夷 校對:IPRdaily縱橫君
注:原文鏈接:光伏出海的“硬通貨”:EPO報告里的材料專利密碼(點擊標題查看原文)
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