安徽光伏产业技术分析与发展建议

◎文/杨秀丽（安徽省科学技术情报研究所）

随着环境污染日益严重、不可再生资源日趋枯竭，寻找一种可再生清洁能源已成为我国可持续发展迫切需要解决的问题。作为太阳能应用的重要途径，发展光伏产业具有扶贫、解决乡村用电、活跃民营资本、节约资源等多方面作用。在《安徽省科技发展“十一五”规划纲要及2020年远景展望》中，安徽省将光伏发电作为能源工业优先发展领域。2009年，安徽省出台了《关于加快新能源和节能环保产业发展的意见》，提出要积极支持太阳能光伏发电关键技术和产业发展。“十二五”期间，安徽省围绕科学发展和全面转型，积极推进光伏产业发展。《安徽省战略性新兴产业“十三五”发展规划》对光伏技术开发和应用做了细致规划，提出到2020年全省累计并网光伏发电装机容量超过8GW。

根据统计，2016年全省光伏产业实现产值388亿元，较2015年增长28.2%，占全国产值11.5%。生产光伏电池片产量6.1GW，较上年增长32.3%，占全国产量7.9%，产量增速高于全国平均14.5个百分点。光伏逆变器产量11GW，较上年增长28%，出货量连续两年位居全球第一。

一、安徽光伏产业文献计量分析

1.数据来源

太阳能光伏组成系统包括太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器。其中，太阳能电池板又叫光伏组件，是太阳能发电系统中最重要、最核心的部分，一般由太阳能电池片组成。因此，除了主题词“光伏”之外，对关键词进行扩充，设定“太阳能光伏”“太阳能电池板”“光伏组件”“光伏元件”“光伏建筑一体化”“单晶硅太阳能电池”“多晶硅太阳能电池”等共计13个关键词。

以中国知网CNKI为检索平台，检索年限未定，检索日期为2018年4月24日。关键词结合专利分类号“ H01L31”或“ H02J3/38”，以 Soopat专利检索系统为检索平台，检索时间为2007—2017年，检索日期为2018年5月15日。

2.基于CNKI文献分析的发展态势

图1 有关安徽省光伏领域论文发表数量分布

根据检索结果，知网收录相关论文737篇，论文最早出现在1995年，2005年前论文年发表总数均没有超过10篇，2009年后年论文发表数量呈快速上升态势（见图 1）。

图2 机构发表论文数量排名

对论文发表数量前20名机构进行统计（见图2），论文发表数量最多的前5名机构均为高等学校，其中，论文数量排名第1位的安徽理工大学是第5位安徽工程大学发表数量的近3倍。安徽省电力公司排名第6位，是论文发表数量最多的企业机构，论文数量为33篇。

对文献关键词进行分类，统计所属关键词论文数量并进行排名。“光伏发电”相关论文数量最多，达到98篇。在细分领域，“最大功率点跟踪”（MPPT，一种太阳能控制器）相关论文87篇，“逆变器”相关论文38篇，“蓄电池”和“太阳能电池”相关论文总数达30篇（见图3）。

图3 论文关键词排名

3.基于专利分析的发展态势

图4 相关安徽省光伏专利申请量与发明专利申请量

截至2018年5月17日，相关安徽光伏专利申请量和授权量共计5824件，其中有效发明609件，占10.5%（专利公开有一定延迟性，因此，2017—2018年数据仅供参考）。相关专利最早出现在1999年，此后6年一直处于停滞状态，直到2006年相关专利进入稳步增长状态，尤其是2012年后，专利申请量和授权量快速上升（见图4）。发明专利发展态势与专利总体态势一致。随着时间变化，发明专利所占比例逐步增高，从2004年占比28.6%上升到2017年的60.6%。总体上看，相对于论文年发表量，专利年申请量与授权量有一定延迟性，这与专利具有实用性、市场性而论文更具有前沿性密不可分。将图1和图4进行对比可以发现，2005—2011年是安徽光伏技术发展的关键7年，在这一段时间，无论是论文数量还是专利数量较前期均有所突破，但与2012年以后数量快速增长态势还存在较大差异。这一阶段为承上启下阶段，与安徽相关产业政策密不可分。

对安徽省各地市相关专利数量排名（见图5），合肥市在相关专利技术中具有绝对优势，专利数量达到2608件，占全省的44.7%。芜湖市、蚌埠市专利数量分列位列第2、3位。合肥市、芜湖市、蚌埠市、马鞍山市、滁州市、淮南市合计专利数量占全省的81.3%，这表明安徽光伏技术集中度明显，城市竞争差异很大。

图5 安徽省各省市专利数量

对IPC分类号小组进行排名，获得申请量排名（见图6），根据国家知识产权局网IPC分类号释义，安徽申请人在器件、设备以及网络并联馈电装置（H01L31/18、H02J3/38）专利申请数量最多，总量达到963件，比第二梯队充电和电池（F21S9/03、H02J7/35）相关专利多257件。此外，安徽在电能转化装置（H01L31/48）、供电装置（H02J7/00）、电路元件（F21V23/00）等领域也申请了较多专利。

图6 IPC小组号申请量排名

对专利申请数量排名，申请量前20名的申请人如图7所示。与论文发表不同，前20名中，企业14家，占70%，专利申请总量1287件，占63.1%，平均拥有专利数91.9件。其中，阳光电源股份有限公司拥有绝对优势，专利申请总数达到456件。

图7 申请量前20名申请人排名

根据IPC分类号小组分类，可以看出企业和高校在专利技术上的差异性。比较阳光电源股份有限公司和合肥工业大学，二者均在并联馈电的装置（H02J3/38）申请量最多。此外，阳光电源在发电、变电或配电（H02S40/32）、变换器（H02M7/483）等技术中申请专利较多；合肥工业大学在器件或部件设备或方法（ H01L31/18）、半导体器件（ H01L31/32）以及肖特基型势垒控制调节（H01L31/108）等技术中申请专利较多。比较申请量最大的2家企业专利申请人，二者在专利申请数量上差距较大，阳光电源专利申请数量是合肥中南光电有限公司的2倍，但合肥中南光电具有自身优势，其在电缆制造（ H01B13/00）、导电材料（H01B1/22）等方面开展布局，而其他3家申请人均没有大量布局。安徽理工大学在电池装置（H02J7/00）、光敏电池（ H02J7/35）等方面布局数量较多。

二、安徽光伏产业发展建议

安徽光伏相关产业研究开始较早但发展迟缓，近年来在政府大力支持下，呈现快速而有成效的发展态势，尤其2000年后，随着光伏发电技术的成熟，相关技术应用开发进入快速发展通道。高等学校在基础研究中具有绝对的优势，在专利申请中偏向申请辅助、调节等光伏发电相关专利。以阳光电源为代表的企业重视对技术的开发和保护。企业之间的技术具有较大的互补性，如阳光电源在光伏发电、变电装置中具有较多专利布局，合肥中南光电则在光缆制造、导电材料中具有明显优势。从整体技术上看，安徽在光伏发电、并网以及相关装置中具有较大的技术优势，但在太阳能电池开发等方面存在薄弱环节。

近年来，安徽很多城市均在建设光伏基地，如合肥定位打造“中国光伏应用第一城”，重点开展光伏逆变器、光伏电池、关键生产设备、关键原辅料等研发和产业化，形成“光伏电池—组件—应用—储能”全链条产业链。蚌埠的定位是铸造光伏产业新高地，依托国家和省创新平台，积极攻关铜铟镓硒电池、柔性薄膜太阳能电池、建筑一体化太阳能电池等关键技术，打造“硅砂加工—太阳能玻璃制造—镀膜玻璃—薄膜电池组件—光伏工程”产业链。建议发挥全省一盘棋的优势，加强企业、地市之间的技术集成利用，在全省形成富有竞争力的光伏产业链。

一是加强顶层设计，构建光伏产业发展路线图。安徽光伏产业有很多指标在全国已经处于领先水平，但在具体技术研究方面仍然存在短板，如技术集中程度高、异质化不明显等。前几年光伏产业产能过剩，正是这种同质化发展的集中体现。因此，政府应该重视光伏技术创新和产业规划，提高资源统筹性，明确各区域优势领域和技术产业发展方向，提高各地区核心竞争力，提升全省光伏产业效益。

二是提升光伏专利技术的创新性，加强核心技术突破研发。虽然安徽光伏专利数量已经达到5824件，但有效发明专利仅为609件。这说明安徽光伏专利申请人虽然进行了大量研究开发，但是在突破性、创新性技术上仍然不足，从另一个层面也反应出安徽光伏技术存在同质性问题。因此，企业、高校应加强核心技术、关键技术研发，注重自主创新，寻找新的技术突破口，获得真正经得起推敲、具有实用性的竞争技术。

三是鼓励龙头或技术优势企业开展技术合作。安徽光伏企业具有一定的技术互补性，如阳光电源、中南光电。蚌埠玻璃设计研究院虽然专利数量没有进入前4名，但下属子公司凯盛集团研发的铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有较大国际竞争力。应鼓励全省具有技术创新优势的企业突破核心技术，在高效低成本太阳能电池、新型薄膜电池、关键光伏材料等方面研发竞争性产品，以带动完善上下游产业链，深化产业发展。

四是注重产学研结合，提高高等学校对光伏产业发展的贡献度。高校具有其自身的特点，尤其在人才以及基础性、关键性技术研发方面具有大量资源。应通过创新平台、政府引导、自主搭桥等多种方式，加强产学研合作提高企业技术创新能力，优化产业链体系，实现安徽光伏产业可持续发展。

五是制定更加有利于光伏技术突破的配套政策，加大对光伏技术开发投入、税收优惠、人才引进与培养等方面的优惠政策和补助，建立光伏发电产业化发展专项资金，投入关键技术研发并鼓励成果转化。制定相关技术规范与标准，发挥光伏创新平台或中心在技术研发、转化、应用以及整个安徽光伏产业链发展中的作用。