1、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)主要參與企業(yè)分析
鈣鈦礦太陽能電池作為下一代光伏電池的候選之一，其制備工藝簡單、設(shè)備投入小、理論成本低且具有優(yōu)異的光電性能等優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)階段，國內(nèi)有著一定數(shù)量參與鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，以杭州纖納光電為代表，相關(guān)企業(yè)近些年在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域申請的相關(guān)專利數(shù)量不斷增加。
本文選取幾家代表性的企業(yè)，簡單分析其在鈣鈦礦太陽能電池專利方面的布局、技術(shù)儲備以及技術(shù)探索。
1.1.杭州纖納光電
杭州纖納光電科技有限公司于2015年在杭州創(chuàng)立，該公司致力于鈣鈦礦前沿技術(shù)、材料、設(shè)備研發(fā)。相關(guān)專利時(shí)期數(shù)量也是產(chǎn)業(yè)化企業(yè)中最多的，超過100件。同時(shí)其在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)產(chǎn)業(yè)化上具有多維度的專利儲備，除了基本的電池設(shè)計(jì)外，還包括：摻雜工藝、生產(chǎn)監(jiān)控、封裝工藝、疊層設(shè)計(jì)及工藝、應(yīng)用實(shí)例等。值得注意，其在近一年內(nèi)申請了涉及太陽能茶幾、光伏地磚、曲面電池以及太陽能草坪燈等鈣鈦礦太陽能電池應(yīng)用實(shí)例相關(guān)專利，表面其在對鈣鈦礦太陽能電池的民用化開始有了一定的實(shí)質(zhì)性探索。
同時(shí)，纖納光電還積極探索以鈣鈦礦量子點(diǎn)電池為代表的新型鈣鈦礦太陽能電池，申請了5件相關(guān)專利。
此外，纖納光電還積極布局海外專利，其專利鈣鈦礦薄膜的低壓化學(xué)沉積的設(shè)備及其使用方法和應(yīng)用(CN107785488A)的同族專利涉及美國、歐洲、日本、德國、韓國、澳大利亞和世界知識產(chǎn)權(quán)組織，專利一種沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備及使用方法和應(yīng)用(CN110047774B)的同族專利也涉及美國、歐洲、日本、德國、韓國和世界知識產(chǎn)權(quán)組織，此外還有封裝工藝相關(guān)專利(一種薄膜光伏組件封裝結(jié)構(gòu)與方法CN109216486A)、鈣鈦礦成膜工藝相關(guān)專利(一種提高鈣鈦礦成膜均勻性的裝置及其方法CN109545985A)也都具有歐洲同族專利。
1.2.華能集團(tuán)
華能集團(tuán)旗下的華能新能源股份有限公司和中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司在鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化上也進(jìn)行了一定的專利布局，主要包括電池電極設(shè)計(jì)(透明電極)、基于柔性基底的柔性電池、疊層電池設(shè)計(jì)以及電池封裝工藝等。同時(shí)華能新能源也申請了一件鈣鈦礦量子點(diǎn)電池相關(guān)專利(CN113258007A)。
1.3.浙江浙能技術(shù)研究院
浙江浙能技術(shù)研究院為浙江能源集團(tuán)下屬的研究機(jī)構(gòu)，在鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化專利中主要布局點(diǎn)為：封裝工藝設(shè)計(jì)、大尺寸生產(chǎn)工藝，同時(shí)也在吸光層設(shè)計(jì)以及電池印刷工藝具有一定的專利儲備。其近期申請了兩件鈣鈦礦量子點(diǎn)電池相關(guān)專利(CN214672614U、CN113437057A)。
1.4.成都新柯力化工
成都新柯力化工科技有限公司在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料領(lǐng)域具有較為雄厚的研發(fā)實(shí)力，其研發(fā)申請的有關(guān)鈣鈦礦光伏材料相關(guān)專利得到諸多下游生產(chǎn)廠家的認(rèn)可，有大量相關(guān)專利權(quán)利權(quán)利轉(zhuǎn)移至其他企業(yè)，包括：蘇州輔朗光學(xué)材料有限公司、東營市東凱新材料產(chǎn)業(yè)園有限公司、深圳市新技術(shù)研究院有限公司、揚(yáng)州日利達(dá)光電發(fā)展有限公司、東營市大學(xué)科技園發(fā)展有限責(zé)任公司、東營市東凱新材料產(chǎn)業(yè)園有限公司、山西綠普光電新材料科技有限公司、常州宏富電子科技有限公司、福建合信創(chuàng)展科技有限公司、山西綠普光電新材料科技有限公司等。
1.5.無錫極電光能
無錫極電光能科技有限公司是全球領(lǐng)先的鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)企業(yè)，專注于鈣鈦礦光伏、光電及前驅(qū)體材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用工作，同時(shí)也是大面積鈣鈦礦組件效率突破20%的開拓者。其圍繞電池大面積、大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)點(diǎn)，對電池的傳輸層、鈣鈦礦光吸收層進(jìn)行了專利布局及技術(shù)儲備。
1.6.天合光能
天合光能圍繞鈣鈦礦太陽能電池的封裝設(shè)計(jì)、疊層設(shè)計(jì)、透明電極設(shè)計(jì)等技術(shù)點(diǎn)上進(jìn)行了專利布局及技術(shù)儲備。
1.7.深圳黑晶光電
深圳黑晶光電科技有限公司技術(shù)有限公司成立于2019年，是一家致力于新型太陽能電池研發(fā)、制造及其智能化應(yīng)用的新能源科技公司，也是國內(nèi)首家專注于高效疊層太陽能電池研發(fā)的企業(yè)，其現(xiàn)階段公開的10件專利中有8件為疊層電池相關(guān)專利。
2、典型專利布局
企業(yè)在實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)中，除了增加研發(fā)投入以解決目前鈣鈦礦太陽能電池存在各種問題外，還需提前基于研發(fā)成果，通過專利布局來對形成專利護(hù)城河，保護(hù)企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)，強(qiáng)化自身在產(chǎn)業(yè)化中的技術(shù)優(yōu)勢。本文基于現(xiàn)階段企業(yè)的專利申請情況，總結(jié)出企業(yè)在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域典型的專利布局進(jìn)行介紹。
2.1.纖納光電-生產(chǎn)監(jiān)控光譜分析布局
針對控制生產(chǎn)過程鈣鈦礦薄膜質(zhì)量技術(shù)問題，纖納光電基于光譜分析，申請了9件相關(guān)專利，方案涉及：X射線光電子能譜分析、光致發(fā)光、顏色分析、X射線衍射分析、分光光度計(jì)測量等技術(shù)，用于檢測生產(chǎn)過程中鈣鈦礦薄膜的：元素組成、元素含量、化學(xué)狀態(tài)、分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、材料電子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、缺陷狀態(tài)、雜質(zhì)、反應(yīng)程度、薄膜表面成分、紫外-可見吸收光譜等一系列質(zhì)量參數(shù)及性能參數(shù)。
2.2.華能-鈣鈦礦太陽能電池
華能新能源股份有限公司聯(lián)合中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司于2021年12月14日和15日針對鈣鈦礦太陽能電池申請了12件相關(guān)專利，涉及疊層電池、柔性電池和用于解決電池激光刻線串聯(lián)工藝中金屬電極會與鈣鈦層直接接觸導(dǎo)致鈣鈦礦層中碘離子對進(jìn)金屬電極的腐蝕的問題。
3、近期進(jìn)展
目前鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化依舊存在諸多問題，本文以電池材料選擇、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電池封裝設(shè)計(jì)三個(gè)主題，選取近期公開的相關(guān)專利進(jìn)行介紹，以了解目前鈣鈦礦太陽能電池在產(chǎn)業(yè)化的道路上的研發(fā)趨勢。
3.1.寧波博旭光電科技有限公司
-錫基鈣鈦礦電池
傳統(tǒng)鈣鈦礦光伏器件由于其光吸收材料中含重金屬元素鉛，限制了此類鈣鈦礦光伏器件的商業(yè)化發(fā)展。為解決這一問題，通常選用錫摻雜來替代鉛以減低電池毒性。此外，環(huán)境友好型的錫基鈣鈦礦材料有著與鉛基鈣鈦礦材料可比擬甚至更優(yōu)異的光電性能，也是替代選擇之一。但由于二價(jià)錫在空氣中極易氧化且結(jié)晶速度快，導(dǎo)致錫鈣鈦礦鹵化物太陽能電池的穩(wěn)定性不理想，且目前為止報(bào)道的錫基鹵化物鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率僅為13.4%，遠(yuǎn)低于鉛基鈣鈦礦太陽能電池。
寧波博旭光電科技有限公司聯(lián)合寧波激智創(chuàng)新材料研究院有限公司申請專利CN113948642A提出一種錫基鈣鈦礦薄膜，利用一種還原性絡(luò)合物添加劑，通過少量簡單的前驅(qū)液添加，可實(shí)現(xiàn)從“反應(yīng)源頭”和“結(jié)晶過程”上同步抑制錫基鈣鈦礦薄膜的缺陷產(chǎn)生，并且最終的太陽能電池的穩(wěn)定性得到了提升。
3.2.深圳先進(jìn)技術(shù)研究院-疊層設(shè)計(jì)
現(xiàn)階段疊層鈣鈦礦太陽能電池主要采用鈣鈦礦/銅銦鎵硒的疊層電池結(jié)構(gòu)，但是銦和鎵元素在自然界儲量稀有，同時(shí)被顯示等行業(yè)大量開采，不利于支撐疊層光伏組件的長期發(fā)展。
深圳先進(jìn)技術(shù)研究院針對這一問題，申請專利CN114093860A提出選擇屬于鋅黃錫礦的銅鎘鋅錫硒作為疊層材料選擇。因其具有耐高溫且無毒，在自然界廣泛存在，可真空法大面積制備等優(yōu)點(diǎn)，能夠降低疊層組件的工藝成本，在更大的有效電池面積上達(dá)到更高的轉(zhuǎn)換效率，解決疊層光伏器件性能提升瓶頸和大面積量產(chǎn)的難題。
3.3.仙湖實(shí)驗(yàn)室-封裝工藝
鈦礦材料在普通大氣條件下容易降解，目前一般通過封裝手段來解決水分和氧氣對鈣鈦礦的影響。鑒于甲脒基鈣鈦礦退火溫度為150℃，甲胺基鈣鈦礦層退火溫度為100℃，如果采用硅基太陽能電池的封裝方案，在140℃的長時(shí)間層壓過程中很有可能會對上述材料造成損傷，導(dǎo)致這些材料的分解以至于鈣鈦礦太陽能電池性能的下降。
佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室申請的專利CN113972326A采用將封裝膠材在較高的溫度單獨(dú)預(yù)先融化，同時(shí)結(jié)合提高壓合的壓強(qiáng)的方案，縮短封裝時(shí)間，有效減少封裝過程對鈣鈦礦電池表面及電極的機(jī)械損傷。
4、結(jié) 語
鈣鈦礦太陽能電池作為低成本、高光電轉(zhuǎn)換效率的綠色第3代太陽能電池，有望成為新一代低成本、綠色能源產(chǎn)業(yè)的主流產(chǎn)品，成為光伏領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。同時(shí)，以杭州纖納光電等新能源企業(yè)為代表，越來越多的國內(nèi)企業(yè)參與這條光伏賽道奔跑，相應(yīng)的研發(fā)以及專利申請不再局限于高校及科研院所，鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化的黎明也逐漸明朗，相信在不久的未來，鈣鈦礦太陽能電池可以在光伏產(chǎn)業(yè)嶄露頭角，打破現(xiàn)階段硅基太陽能電池獨(dú)占的局面。
最后，建議企業(yè)在針對鈣鈦礦太陽能電的研發(fā)階段，應(yīng)當(dāng)做好以下知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)工作：
(1) 開展全球范圍內(nèi)專利信息分析，為技術(shù)研發(fā)提供情報(bào)支撐;
(2) 及時(shí)進(jìn)行專利挖掘和布局，構(gòu)建專利組合，以形成專利壁壘;
(3) 做好侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)排查，防止侵犯他人專利權(quán)，為產(chǎn)品上市保駕護(hù)航;
中企檢測認(rèn)證網(wǎng)提供iso體系認(rèn)證機(jī)構(gòu)查詢，檢驗(yàn)檢測、認(rèn)證認(rèn)可、資質(zhì)資格、計(jì)量校準(zhǔn)、知識產(chǎn)權(quán)貫標(biāo)一站式行業(yè)企業(yè)服務(wù)平臺。中企檢測認(rèn)證網(wǎng)為檢測行業(yè)相關(guān)檢驗(yàn)、檢測、認(rèn)證、計(jì)量、校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，儀器設(shè)備、耗材、配件、試劑、標(biāo)準(zhǔn)品供應(yīng)商，法規(guī)咨詢、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)、實(shí)驗(yàn)室軟件提供商提供包括品牌宣傳、產(chǎn)品展示、技術(shù)交流、新品推薦等全方位推廣服務(wù)。這個(gè)問題就給大家解答到這里了，如還需要了解更多專業(yè)性問題可以撥打中企檢測認(rèn)證網(wǎng)在線客服13550333441。為您提供全面檢測、認(rèn)證、商標(biāo)、專利、知識產(chǎn)權(quán)、版權(quán)法律法規(guī)知識資訊，包括商標(biāo)注冊、食品檢測、第三方檢測機(jī)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)檢測、環(huán)境檢測、管理體系認(rèn)證、服務(wù)體系認(rèn)證、產(chǎn)品認(rèn)證、版權(quán)登記、專利申請、知識產(chǎn)權(quán)、檢測法、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)等信息，中企檢測認(rèn)證網(wǎng)為檢測認(rèn)證商標(biāo)專利從業(yè)者提供多種檢測、認(rèn)證、知識產(chǎn)權(quán)、版權(quán)、商標(biāo)、專利的轉(zhuǎn)讓代理查詢法律法規(guī)，咨詢輔導(dǎo)等知識。
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