疊瓦組件解析

太陽的光線出現(xiàn)在生活中的每一個地方，人們的生活已經(jīng)離不開太陽，太陽能不僅為植物生長提供光源，而且也能為人類提供能源，現(xiàn)在的光伏發(fā)電就是很大程度上利用了太陽能。文章主要從2018年年底，光伏領(lǐng)域的熱門訴訟案——SunPower疊瓦組件專利維權(quán)案出發(fā)，分析疊瓦組件專利技術(shù)擁有者SunPower對其核心技術(shù)的保護(hù)策略，并對其在中國所申請的專利內(nèi)容及保護(hù)方式予以分析，旨在為相關(guān)企業(yè)的研發(fā)、創(chuàng)新保護(hù)及風(fēng)險制定提供參考依據(jù)。

1 疊瓦組件發(fā)展概況

自2015年光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃推出以來，高效組件越來越受到市場的青睞，鈍化發(fā)射極和背面電池技術(shù)(Passivated Emitter and Rear Cell，PERC)、黑硅、N型、疊片、多主柵等高效產(chǎn)品層出不窮。領(lǐng)跑者基地規(guī)模帶動了市場對高效組件的需求提升。在眾多技術(shù)突破中，疊瓦組件封裝技術(shù)突破了傳統(tǒng)晶硅組件的柵線連接，給晶硅組裝技術(shù)帶來了革命性的影響。

其中，SunPower所研發(fā)的疊瓦技術(shù)是目前市場上最具代表性的先進(jìn)新技術(shù)之一，且已通過專利予以保護(hù)。由于其先進(jìn)性和獨(dú)特性，目前，中國國內(nèi)部分廠家正在效仿SunPower研發(fā)該技術(shù)，且在未經(jīng)SunPower許可的情況下使用其相關(guān)專利，SunPower采取法律途徑維護(hù)自身知識產(chǎn)權(quán)，部分企業(yè)已于2018年年底收到相關(guān)警告函[1]。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)涉足疊瓦技術(shù)的企業(yè)高于10家，據(jù)2018年國際太陽能光伏大會暨(上海)展覽會(SNEC PV POWER EXPO，SNEC)統(tǒng)計(jì)，展出企業(yè)包括東方環(huán)晟、賽拉弗、晶澳、阿特斯、國電投西安太陽能、東方日升、天合、中來、通威、鈞石能源等[2]。

根據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織的統(tǒng)計(jì)，世界上每年發(fā)明創(chuàng)造成果的90%～95%能在專利文獻(xiàn)中檢索到，其中，70%的技術(shù)內(nèi)容未在其他非專利文獻(xiàn)中發(fā)表過。通過對疊瓦組件的專利文獻(xiàn)進(jìn)行分析，不僅可以了解疊瓦組件的核心技術(shù)及其發(fā)展?fàn)顩r，還可以獲知相關(guān)技術(shù)的保護(hù)內(nèi)容，便于及時制定規(guī)避設(shè)計(jì)和風(fēng)險預(yù)警措施。

2 疊瓦組件概述

疊瓦技術(shù)作為一種獨(dú)特的電池片連接技術(shù)，將光伏電池切成片之后，用特殊的專用導(dǎo)電膠材料將其焊接成串的技術(shù)，每片切割過后的電池在組裝時會有部分重疊，充分利用了組件內(nèi)的間隙，該項(xiàng)技術(shù)取代了傳統(tǒng)技術(shù)中的焊帶，電池片采用前后疊片的方式連接，在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上提升電池片間的連接力，保障電池聯(lián)接的可靠性[3]，表面沒有金屬柵線，電池片間也沒有間隙，充分利用了組件表面可使用的面積，減少傳統(tǒng)金屬柵線的線損，因此，大幅提升了組件的轉(zhuǎn)換效率，具體如圖1所示。在相同的面積下，疊瓦組件可以放置多于常規(guī)PERC單晶組件13%以上的電池片。

3 SunPower疊瓦組件專利分析

創(chuàng)立于1985年的SunPower擁有超2 000件光伏技術(shù)專利，其研發(fā)的疊瓦技術(shù)是目前市場上最具代表性的先進(jìn)新技術(shù)之一。據(jù)了解，目前，SunPower疊瓦組件轉(zhuǎn)化效率超過19%，比常規(guī)PERC單晶組件發(fā)電量高7%以上，25年內(nèi)發(fā)電量可高17%，還可節(jié)省10%的直流系統(tǒng)成本。且SunPower與國內(nèi)的中國東方電氣集團(tuán)有限公司、天津中環(huán)半導(dǎo)體股份有限公司共同出資成立東方電氣東方環(huán)晟，主要利用疊瓦組件技術(shù)從事太陽能電池片的研發(fā)、制造、銷售與相關(guān)服務(wù)，SunPower疊瓦組件專利的具體分布區(qū)域如圖2所示。

針對疊瓦組件技術(shù)，SunPower共申請70件專利(目前，85個文本，38項(xiàng)簡單同族)，主要分布在所屬國——美國以及光伏疊瓦最大的市場——中國。SunPower在世界知識產(chǎn)權(quán)組織、中國大陸、中國臺灣、日本、澳大利亞提起的相關(guān)專利申請權(quán)利要求項(xiàng)數(shù)高達(dá)130項(xiàng)(公開號分別為WO2015183827A2，CN106489211A，TW201611317A，JP2017517145A，AU2015267239A1)。

以其在中國所申請的CN1064-89211A為例，其太陽能模塊通過7組共59項(xiàng)的權(quán)利要求予以保護(hù)、制造太陽能模塊的方法涉及2組權(quán)利要求共37項(xiàng)、利用太陽能模塊制作太陽能電池串的方法涉及2組權(quán)利要求共20項(xiàng)、太陽能系統(tǒng)涉及2組權(quán)利要求共14項(xiàng)?？梢?，SunPower從外觀設(shè)計(jì)和發(fā)明專利兩方面對疊瓦組件的外形、結(jié)構(gòu)及其制造系統(tǒng)和方法予以全面的保護(hù)(見圖3)。

一種設(shè)備，包括:一串?dāng)?shù)量N大于或等于25個、彼此串聯(lián)連接的矩形硅太陽能電池，這些太陽能電池直線布置并且平均具有大于約10 V的擊穿電壓，其中，相鄰太陽能電池的長邊彼此重疊，并由既導(dǎo)電又導(dǎo)熱的黏合劑傳導(dǎo)性地彼此接合以形成超級電池以及第一旁路二極管，其與太陽能電池串并聯(lián)地電連接在太陽能電池串的兩個相對端之間。

其中，沒有單個太陽能電池或太陽能電池串中的總數(shù)小于N的太陽能電池組與旁路二極管單獨(dú)地并聯(lián)電直接連接。

由此可知，該獨(dú)立權(quán)利要求所保護(hù)的內(nèi)容包括一串不少于25個串聯(lián)連接的矩形硅太陽能電池以及一旁路二極管，其中旁路二極管是光伏電池組件中的重要組件部分，其作用及設(shè)置方式是光伏領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，因此，該權(quán)利要求的保護(hù)內(nèi)容實(shí)質(zhì)上集中于太陽能電池，其限定的內(nèi)容與疊瓦組件的定義幾近相同，上述專利一經(jīng)獲得授權(quán)，國內(nèi)企業(yè)研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品可能會有侵權(quán)風(fēng)險，因此，疊瓦組件的相關(guān)企業(yè)均應(yīng)對其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。(不是說“疊瓦”已無專利紛爭?)

考慮到該專利于2018年5月29日才公開，被引用信息尚少，從其簡單同族WO2015183827A2的引用信息分析可知，該專利于2015年12月3日公開后，在3年的時間之內(nèi)被引用24次，其中，美國最大的太陽能發(fā)電公司SOLARCITY引用該專利的頻次高達(dá)14次，并在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了價值超過$5 000的專利1件。

由此可見，SunPower對其核心技術(shù)的重視程度。因此，中國光伏組件企業(yè)在做疊瓦組件的研發(fā)時，需注意對系列專利的法律狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并做好規(guī)避設(shè)計(jì)，以降低侵權(quán)風(fēng)險，并在產(chǎn)品上市前做好相應(yīng)的自由實(shí)施(Freedom to Operate，F(xiàn)TO)工作，或者可考慮獲得SunPower的授權(quán)許可，例如，東方環(huán)晟與SunPower合資避免了專利風(fēng)險。

4 結(jié)語

疊瓦組件憑借其較大的優(yōu)勢而有望得到大規(guī)模發(fā)展，據(jù)預(yù)測，2021年疊瓦組件的產(chǎn)能將達(dá)10 GW，而且目前中國是最大的市場，2018年中國市場占比50%左右。在面對較好市場需求的前提下，國內(nèi)參與疊瓦組件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的企業(yè)將逐步增多，在研發(fā)過程中，為確保安全經(jīng)營，需建立專利情報實(shí)時監(jiān)控平臺(例如，可采用智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫的工作空間予以實(shí)現(xiàn))。

以便對SunPower所申請的專利進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，同時，借鑒SunPower對核心技術(shù)的保護(hù)策略，對自身的研發(fā)成果及時進(jìn)行合理的保護(hù)。目前太陽能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。