注明姓名、公司、职务、部门,通过概率更大。

今年6月的SNEC上海光伏展上,协鑫光电、极电光能等公司的钙钛矿产品引来了无数人的围观。这种新型光伏材料,距离实现大规模商业化的日子越来越近。

去年下半年光伏产业链价格的逐步垮塌,直接蔓延到今年第二季度。预计半年报将会呈现铺天盖地的大亏损,市场进入到冰冻期的深处。组件价格有的甩出了5毛钱每瓦,人们感叹连白菜价都不如。不过,这种日子应该持续不了太久,可能过了2~3个季度后,甩货阶段结束,该走的总归要走。人们也在不断寻找可以突破光电转换效率的全新电池产品,从TOPCon到HJT,再到钙钛矿,一步步实现更大的技术突围。

积极整合资源、布局下一个新的产业链,是各大光伏主流厂商正在展开的工作之一。从近期天合光能联合10家材料、设备端厂商成立新研发平台公司的做法中就不难看出,(稿件链接:天合谢健、张映斌、陈奕峰等出任钙钛矿子公司董事;与捷佳伟创、福斯特、小牛等11家企业合资成立江苏群创,注册资本1.6亿)钙钛矿这一“金矿”正不断走上前台。如何做好铲子、夯实基础做好布局,将是新一轮战役的重点。

开展新的电池组件项目研究,无疑需要有强大的研发团队、研发体系来做支撑。而体现企业研发成果的一种表现,便是申请专利等工作。

能源一号注意到,有专利数据统计显示,钙钛矿在全球已有73290个专利存在,中国企业申请了5928个专利,占比不到十分之一。

而且,中国公司包括协鑫、天合、晶科、通威、隆基、极电光能等都在积极布局钙钛矿。

不过,前十大的专利申请机构中,中方尚未占据核心位置,反而是日韩机构先行一步。

以下是截至目前全球的数万个钙钛矿专利中,排名前十的有效专利,掌握在以下公司及机构手中:

事实上,日本的宫坂力研发团队,在2009年首次将钙钛矿材料用于染料敏化电池,但该电池仅取得3.8%的光电转化效率后,这一新材料作为光伏电池的一种选择逐步被外界看到。但由于只稳定了几分钟,有效面积仅为0.24 cm2,因此钙钛矿光伏技术对于科学界和产业界的冲击力很弱,论文和专利申请的数量极为有限。

2012年,韩国(Nam-Gyu Park团队)、瑞士(Michael Grtzel团队)、英国(Henry Snaith团队)等在短短一年内将钙钛矿电池的光电转化效率由3.8%提升至10%以上,这就开启了钙钛矿的全新技术研发之旅。

而从上图可见,专利最多的日韩公司是村田、三星电子、TDK、精工爱普生、三星电机、京瓷等。其中村田制作所的钙钛矿有效专利为457个,位居榜一。

不过,中国企业在钙钛矿的研究上也在快速递进。如果将中国机构(特别是公司)拉一个钙钛矿专利名单,有100个专利以上的公司达24家。这些公司里面不缺国央企和正在进行钙钛矿商业化的民营企业。有的公司,是以集团公司名义申请专利的,有的则是分布在各个生产企业里。比如爱旭就把这类专利分布在各个子公司中,其总计专利数位列中国第二。

为什么这些钙钛矿的专利看似国外居多?

有专业人士透露,钙钛矿项目对于投资额的要求不高,一些院校、机构确实可以有条件做很多的专利申请。实验室稍微投入几十万或者百来万,就可以做成,并在小面积上来冲世界纪录,这样的高校和机构团队很多。因为小面积的钙钛矿电池工艺很简单,但如果要做大规模的量产,不少机构是办不到的,条件不是很允许。

当然,中国企业也应该加强电池及钙钛矿周边产品的专利保护意识。

极电光能副总裁姜伟龙透露,“极电光能在专利方面一直很重视。从2018年开始做钙钛矿技术研发,现已申请受理的专利达400多项,其中发明专利就有近300项。”

从2022年开始,该公司每年的专利新增高达100多项,比如材料、工艺、器件、装备应用各个环节,都有相关的专利在保护。

近期天合光能拉拢多个材料、设备商搞研发平台。谈及这一行为,姜伟龙透露:钙钛矿与晶硅技术的区别大。过去20年,各大光伏公司都是在相对成熟、相对标准化的晶硅工艺体系基础上做一些单点突破式的革新,如把金刚线切割技术给突破了,把TOPCon的钝化技术实现产业化。

但钙钛矿业务从材料再到工艺,都是一个全新的体系,这项技术2009年在实验室诞生,然后从实验室跨至中试线,整个工艺、材料也都发生了很大变化。所以在这个过程中实际上一直是没有成熟的专用设备供应商。真空镀膜、涂布、激光设备等厂家,在其他行业有应用,但同样的设备拿到钙钛矿行业,需要据工艺需求、材料特点来做一些调整。

材料及设备厂商,在这方面无法有积累,必须要与钙钛矿电池、组件的生产商高度配合,据各自不同工艺需求来设计整条生产线,在每个环节都有定制化的要求。因此想要量产制备的核心专利,是需要有材料、工艺端的支撑,才可能拥有。极电本身也有不少联合专利,只是形式跟天合不同而已。

目前极电拥有100多人的研发团队,其他包括协鑫等有数百人团队的公司也走在了行业的前列。

有钙钛矿企业相关人员也告诉能源一号,因此如果新的公司想要挖人,似乎也不容易。要体系式的去挖才可能奏效。一方面涉及新团队的各类股权激励、薪资等等,还有挖人公司对钙钛矿这一新板块的战略重视程度、对研发团队的重视程度。比如说宁德时代,之前也有很多专利在手,也很早成立了团队,但目前成果并不明显。

当然,有数据也显示,2024年至今获得授权、排名较为靠前的钙钛矿专利中,有不少是中国企业。如宁德时代就申请了61项授权,除了LG、三星、松下、TDK等日本企业外,极电光能、中国华能、天合等的申请专利数在逐步提升。

综合来看,钙钛矿光伏技术领域需要全方位、多层次的技术布局,涵盖了钙钛矿光伏材料本身、钙钛矿材料制备工艺、钙钛矿光伏电池的结构/构造、以及钙钛矿电池的特殊性质及应用。全面的技术布局会对技术壁垒和专业门槛有所提升,阻碍新的竞争对手进入钙钛矿光伏行业。未来,预计更多的电池、设备及材料厂商会投入到钙钛矿的研究和商业化中。(部分资料来自IPRdaily、百度等)

延伸阅读:

钙钛矿电池专利申请数(中国公司,截至2024年7月,内容仅供参考):

1、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司189

2、隆基绿能科技股份有限公司 153

3、极电光能有限公司 146

4、华能新能源股份有限公司 143

5、天合光能股份有限公司130

6、昆山协鑫光电材料有限公司 114

7、杭州纤纳光电科技有限公司 106

8、浙江爱旭太阳能科技有限公司 94

9、广东爱旭科技有限公司 92

10、天津爱旭太阳能科技有限公司 90

11、珠海富山爱旭太阳能科技有限公司 85

12、宁德时代新能源科技股份有限公司 56

13、浙江晶科能源有限公司 40

14、北京宏泰创新科技有限公司 38

15、深圳黑晶光电技术有限公司 36

16、太一新能源科技(天津)合伙企业(有限合伙) 34

17、中国长江三峡集团有限公司 25

18、浙江浙能科技环保集团股份有限公司 24

钙钛矿涂布专利;当前申请专利人

1、牛津大学创新公司 11

2、德沪涂膜设备苏州有限公司 8

3、杭州纤纳光电科技有限公司 4

昆山晟成光电及宁德时代也有相关专利。

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