2016年,国家能源局启动首批20个光热发电示范项目,装机规模总量达1.35吉瓦,开启了我国光热发电的商业化进程,并带动了一批材料、设备制造以及电站建设企业的快速发展。
总之,可再生能源逐步替代化石能源已成为必然趋势,太阳液态燃料是其中的重要途径之一,将在人类社会生态文明建设的发展中发挥越来越重要的作用。太阳燃料合成是一个化学储能的过程,可以将分散的太阳能收集、长期储存。
发展清洁能源是人类实现生态文明的必由之路。太阳能转化为化学能的意义重大,一方面可将太阳能作为燃料使用,更重要的是这是一个新的储能策略,可解决可再生能源的间歇性问题,以及用户使用能源的随机性问题。太阳燃料,也称液态阳光,其本质就是利用太阳能等可再生能源将水和二氧化碳转化为燃料,不但不排放、而且减排二氧化碳,这是人类追求的生态文明的最高境界。在中国西部正在进行的千吨级太阳燃料合成工业化示范工程,就是基于我们发展的分解水制氢技术和二氧化碳加氢合成甲醇的技术。太阳能丰富、清洁,可再生、潜力巨大,它在地球上的量也足以保障全世界人类未来发展的需要。
太阳能发电可满足固定能源需求,光伏、光热发电、风电已大规模商业化应用。太阳燃料合成的主要途径有光催化、光热催化、光电催化以及电催化。之后,呈现井喷式增长,于2011年申请量达到峰值,4356件。
本文通过CNABS、DWPI数据库结合incopat,对全球、国内晶硅太阳能电池专利分布进行详尽分析。天合光能、晶科能源、阿特斯阳光电力三家公司的申请量均在200件以上,远高于其它公司。申请量排名TOP10中,共7家江苏、浙江企业。全球专利分析晶硅太阳能电池技术领域的专利申请年份分布趋势进行分析。
申请量排名TOP10均为企业。中国申请人的实用新型比例在37%,而国外申请人为1.4%
经统计该领域专利申请以企业为主占到总数的77.5%,而高校、科研单位仅占到总数的15.8%。除美国IBM外,全球TOP5其余四家公司夏普、佳能、三菱和三洋从1990年开始已经进行相关的专利布局,开始时期年申请量在40件左右,其中,夏普、三菱、三洋3家公司的整体趋势较一致;佳能公司的发展重心在2004年之前,尤其是1998年之前其年申请量连续在第一位,2004年之后佳能公司则逐渐退出;IBM公司进去该领域时间相对较晚一些,在2001年年申请量在50件左右;从2011-2012年的申请量来看,除佳能外其余四家公司的年申请量均出现拐点,之后明显减少,以上与图10晶硅太阳能专利申请量的年度趋势基本一致。中国专利申请中,86%申请人为来自中国。以上三家公司均在2009年左右开始有该领域的专利申请,较全球TOP5企业晚15年左右。
国内申请量排名TOP10中,共7家江苏、浙江企业,该区域已成为国内晶硅太阳能电池的研发、制造中心。虽然,国内整体起步较晚,但时机把握较准确。之后,呈现井喷式增长,于2011年申请量达到峰值,4356件。进过几年的发展,已逐渐实现高效率电池的产业化,晶硅电池的发展已进入成熟期、稳定期,其实也是进去了瓶颈期。
2008年受益于国内外光伏政策的利好影响,国内外光伏市场整体形势良好,国内各地大幅上马晶硅企业。全球专利分析晶硅太阳能电池技术领域的专利申请年份分布趋势进行分析。
虽然中国晶硅太阳能电池领域的专利申请量排在全球的第3位,但整体的技术含量较低。申请量排名TOP10中,共7家江苏、浙江企业。
日本、美国、中国为主要申请国,全球专利申请量TOP3均来自日本。从总的申请量上来看,2000年为分水岭,1990年-2000年年申请量在500-1000件之间,2001年-2006年在1500-1800件之间。●2008-2016年全球申请量的变化趋势一方面受市场影响。小结晶硅太阳能电池研发起步较早,2007-2008年进入研究的高潮期,全球申请量开始呈现井喷式增长,中国在该时期强势加入。一方面,该领域研发需要投入巨量的资金。中国的TOP3分别为常州天合光能、晶科、苏州阿特斯,它们在全球申请量排名分别在第10、16、18位。
概括来讲,2008年之前整体平稳发展,2008-2011年井喷式线性增长,之后线性降低。虽然,中国晶硅太阳能电池领域的专利申请量排在全球的第3位,但实用新型的申请量占到总数的32%,整体的技术含量较低。
国内专利分析国内专利申请在全球晶硅太阳能电池井喷式增长开始的2007-2008年开始强势进入。申请量排名TOP10均为企业。
国内申请因起步较晚,其减少幅度明显小于全球趋势。天合光能、晶科能源、阿特斯阳光电力三家公司的申请量均在200件以上,远高于其它公司。
2011-2012年期间欧美开始针对国内光伏行业进行反补贴反倾销的制裁以及晶硅价格的持续上涨,全球光伏市场迅速衰败。国内专利类型,实用新型的申请量占到总数的32%。本文通过CNABS、DWPI数据库结合incopat,对全球、国内晶硅太阳能电池专利分布进行详尽分析。并且,专利申请量的一大部分是集中在全球申请量开始下滑的2012年之后。
江苏、浙江两省晶硅太阳能电池的专利申请量占到总数的30%以上,已成为国内该领域的研发、制造中心。●另一方面,1999年单晶硅电池实验室效率达到峰值、2004年多晶硅电池实验室效率达到峰值。
天合光能、晶科能源、阿特斯阳光电力为国内的TOP3,其排名位于全球前20。另一方面,受国家利好光伏政策的影响,大量资金融入该领域,国内各地大幅上马晶硅企业。
国内外专利申请的峰值均出现在2011年,之后减少。2011年专利申请量达到峰值,之后则断崖式下降。
中国申请人的实用新型比例在37%,而国外申请人为1.4%其有源层由供体和受体材料的独特组合组成,使其能够吸收大多数室内环境中常见的精确波长的光。现在,研究人员已开发出一种针对室内照明进行优化的产品。这种转换率是值得注意的,因为通常已知有机太阳能电池不是特别有效。
据报道,当暴露在强度为1000lux的人造光下时,较小的一个被发现将光能转化为电能,效率高达26.1%。然后,它们可以用于各种应用,例如为作为物联网的一部分的简单设备供电。
与此同时,较大的电池保持了23%的效率。事实上,科学家们相信,一旦进一步发展,室内有机太阳能电池的转换率应该提高得更高。
简而言之,供体材料吸收光子,而受体则获得电子。新的有机太阳能电池由瑞典林雪平大学、中国科学院和北京科技大学的科学家合作开发。
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