中国石墨烯太阳能电池专利技术分布与全球专利技术分布基本类似,但还存在一个明显的差异,在国内,异质结光伏电池也具有较高的申请量,异质结光伏电池共有20项。
就中国石墨烯太阳能电池专利申请的技术功效而言,如图2所示,其中可以实现提高光电转换效率目的的专利申请最多,其次是提高导电性和提高光吸收率的专利申请,然后是降低生产成本的专利申请,用于提高功率密度和短路电流的专利申请最少。虽然有较多的专利申请中石墨烯仅是作为一种可选的碳材料,但是石墨烯由于其具有众多出色的性能,尤其是具有优异的导电性,在太阳能电池领域越来越受到研发人员的关注。
石墨烯修饰的染料敏化太阳能电池专利申请主要涉及光阳极的基底、光阳极的导电层/导电薄膜、对电极的基底、对电极的催化层、电解质;专利申请从2008年起步,在2010之后出现了爆发式的增长。相关专利申请的技术原创国主要来源于四个国家或地区,分别是韩国、中国、美国和日本,而专利布局的目标市场也主要是中国、韩国、美国和日本。授权比例较高,占已经结案的专利申请量的78%,这表明石墨烯修饰的染料敏化太阳能电池领域的专利申请具有较高的创新度。主要申请人是韩国的UNIV SEOUL IND COOP GROUP和KOREA INST SCI & TECHNOLOGY、中国的中科院,而最有影响力的申请人是三星集团,其拥有石墨烯修饰的染料敏化太阳能电池的基础专利US2009071533A1。
全球主要研发团体集中在中国、韩国、美国、日本,中国国内申请人以大学等研发机构为主,国外来华申请人则以韩国为主。
如图3所示,中国科学院的专利申请位居首位,国外专利申请人主要是韩国的国际知名跨国公司和科研院所,中国有四位申请人入选,包括一家国家级科研机构、两所知名大学和一家企业。中国石墨烯太阳能电池专利技术的主要申请人是中国科学院、海洋王、电子科技大学和清华大学;国外来华主要申请人是韩国浦项工科大学校产学协团。中国的主要申请人包括大学、科研院所和企业,国外来华主要申请人是科研院所。
中国科学院石墨烯太阳能电池专利申请同时覆盖半导体薄膜类、染料敏化类、异质结类、通用类、硅电池类、量子点敏化类、和有机聚合物类,其中半导体薄膜类石墨烯太阳能电池专利申请量居于首位,染料敏化类占据第二,异质结类和通用类并列第三。
如图4所示,中国科学院物理研究所孟庆波团队的研发重点是钙钛矿基薄膜类和燃料敏化类石墨烯太阳能电池。
三星集团石墨烯太阳能电池专利申请包括通用类、半导体薄膜类、染料敏化类和有机聚合物类,其中研发重点是通用类石墨烯太阳能电池,集中在2010-2013年。
如图5所示,三星集团的合作申请占总量的42%,包括大学和个人,合作申请人前三位是韩国成均馆大学、韩国汉阳大学和韩国金乌国立科技学院,其中韩国成均馆大学占合作申请总量的63%。
如图6所示,三星集团在该领域最重要的研发团队是以CHOI J.为中心的研发团队,CHOI J. Y.和CHOI W.是该团队的骨干成员,该团队的研发重点是通用类石墨烯太阳能电池。
文章来源: (国家知识产权局专利分析普及推广项目石墨烯电池课题组)