疊瓦組件解析

太陽(yáng)的光線出現(xiàn)在生活中的每一個(gè)地方，人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)太陽(yáng)，太陽(yáng)能不僅為植物生長(zhǎng)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(yáng)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(duì)其核心技術(shù)的保護(hù)策略，并對(duì)其在中國(guó)所申請(qǐng)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(xiǎn)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(lái)，高效組件越來(lái)越受到市場(chǎng)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(dòng)了市場(chǎng)對(duì)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(lái)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(chǎng)上最具代表性的先進(jìn)新技術(shù)之一，且已通過(guò)專利予以保護(hù)。由于其先進(jìn)性和獨(dú)特性，目前，中國(guó)國(guó)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(shí)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(guó)內(nèi)涉足疊瓦技術(shù)的企業(yè)高于10家，據(jù)2018年國(guó)際太陽(yáng)能光伏大會(huì)暨(上海)展覽會(huì)(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(guó)電投西安太陽(yáng)能、東方日升、天合、中來(lái)、通威、鈞石能源等[2]。

根據(jù)世界知識(shí)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(guò)。通過(guò)對(duì)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(shí)制定規(guī)避設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)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(guò)后的電池在組裝時(shí)會(huì)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(méi)有金屬柵線，電池片間也沒(méi)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(chǎng)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(guò)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(guó)內(nèi)的中國(guó)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(yáng)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(duì)疊瓦組件技術(shù)，SunPower共申請(qǐng)70件專利(目前，85個(gè)文本，38項(xiàng)簡(jiǎn)單同族)，主要分布在所屬國(guó)——美國(guó)以及光伏疊瓦最大的市場(chǎng)——中國(guó)。SunPower在世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣、日本、澳大利亞提起的相關(guān)專利申請(qǐng)權(quán)利要求項(xiàng)數(shù)高達(dá)130項(xiàng)(公開(kāi)號(hào)分別為WO2015183827A2，CN106489211A，TW201611317A，JP2017517145A，AU2015267239A1)。

以其在中國(guó)所申請(qǐng)的CN1064-89211A為例，其太陽(yáng)能模塊通過(guò)7組共59項(xiàng)的權(quán)利要求予以保護(hù)、制造太陽(yáng)能模塊的方法涉及2組權(quán)利要求共37項(xiàng)、利用太陽(yáng)能模塊制作太陽(yáng)能電池串的方法涉及2組權(quán)利要求共20項(xiàng)、太陽(yáng)能系統(tǒng)涉及2組權(quán)利要求共14項(xiàng)?？梢?jiàn)，SunPower從外觀設(shè)計(jì)和發(fā)明專利兩方面對(duì)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(jiàn)圖3)。

一種設(shè)備，包括:一串?dāng)?shù)量N大于或等于25個(gè)、彼此串聯(lián)連接的矩形硅太陽(yáng)能電池，這些太陽(yáng)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(yáng)能電池的長(zhǎng)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(jí)電池以及第一旁路二極管，其與太陽(yáng)能電池串并聯(lián)地電連接在太陽(yáng)能電池串的兩個(gè)相對(duì)端之間。

其中，沒(méi)有單個(gè)太陽(yáng)能電池或太陽(yáng)能電池串中的總數(shù)小于N的太陽(yáng)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(gè)串聯(lián)連接的矩形硅太陽(yáng)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(shí)，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(yáng)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(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品可能會(huì)有侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，因此，疊瓦組件的相關(guān)企業(yè)均應(yīng)對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。(不是說(shuō)“疊瓦”已無(wú)專利紛爭(zhēng)?)

考慮到該專利于2018年5月29日才公開(kāi)，被引用信息尚少，從其簡(jiǎn)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(kāi)后，在3年的時(shí)間之內(nèi)被引用24次，其中，美國(guó)最大的太陽(yáng)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(jià)值超過(guò)$5 000的專利1件。

由此可見(jiàn)，SunPower對(duì)其核心技術(shù)的重視程度。因此，中國(guó)光伏組件企業(yè)在做疊瓦組件的研發(fā)時(shí)，需注意對(duì)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(xiǎn)，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(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

疊瓦組件憑借其較大的優(yōu)勢(shì)而有望得到大規(guī)模發(fā)展，據(jù)預(yù)測(cè)，2021年疊瓦組件的產(chǎn)能將達(dá)10 GW，而且目前中國(guó)是最大的市場(chǎng)，2018年中國(guó)市場(chǎng)占比50%左右。在面對(duì)較好市場(chǎng)需求的前提下，國(guó)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(guò)程中，為確保安全經(jīng)營(yíng)，需建立專利情報(bào)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)(例如，可采用智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)的工作空間予以實(shí)現(xiàn))。

以便對(duì)SunPower所申請(qǐng)的專利進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，同時(shí)，借鑒SunPower對(duì)核心技術(shù)的保護(hù)策略，對(duì)自身的研發(fā)成果及時(shí)進(jìn)行合理的保護(hù)。目前太陽(yáng)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。