2013年前，光伏領域國際專利家族數量快速增長，之后中國在領域的專利申請激增。技術領域中，光伏設備及特定應用技術長期領先，近年重點轉向車輛集成光伏和太陽跟蹤技術。創新來源上，亞洲在該領域的貢獻最大。過去十年中，中國申請人占比快速增長并于2022年超過日本。2010—2023年，超300家歐洲初創企業和大學提交了光伏領域的專利申請，初創企業申請量波動較大，大學則相對穩定。

2025年7月16日，歐洲專利局（EPO）專利和技術觀察站發布光伏技術洞察報告（Advances in photovoltaics），分析了五十年來（1974—2023年）30種技術的發展趨勢。研究結果涵蓋約34萬件發明的信息，7萬項國際專利家族（IPFs），分布在光伏材料、光伏設備、光伏設備管理和光伏設備應用四個領域。

1. 光伏技術趨勢

（1）總體趨勢：

近年來，光伏領域的發明數量增長強勁。20世紀90年代末開始大幅增加，經歷急劇增長后，于2013年下降約15%，隨后以較低增速回升。1974年—2023年，該領域共申請近34萬件發明，其中9%與光伏材料相關，54%與設備技術相關，13%與光伏設備管理相關，24%與光伏設備應用相關。

2013年前，國際專利家族數量快速增長，體現出國際專利保護的需求上升。2013年后趨勢逆轉，國際專利家族持續下降，而總專利家族數量加速增長，這幾乎完全由中國專利申請激增推動，意味著光伏行業專利策略從國際保護轉向優先在中國保護。

與光伏相關的國際專利家族在所有技術領域發明中的占比從1990年的0.22%升至2011年的1.94%，隨后下滑至0.7%。相比之下，光伏領域所有專利家族的占比從1990年所有技術領域發明總量的0.13%升至2011年的1.08%。

圖1   光伏領域的發明數量

（2）具體技術領域：

通過對光伏相關子領域的深入分析顯示，光伏設備技術及特定光伏應用技術的國際專利家族累積數額在十年間持續位居前列。疊層電池和薄膜太陽能電池相關技術常處于領先地位，但近年來的重點已轉向車輛集成光伏和太陽跟蹤技術。1990—2023年，有三項技術主導了光伏設備管理及應用領域，分別是串聯電池、薄膜太陽能電池和車載集成光伏技術。

①光伏材料：1990—2023年，與光伏材料相關的專利家族共28,756項，其中包括8,202項國際專利家族，光伏材料相關專利占光伏技術所有專利家族的8.8%，占國際專利家族的12%。該子領域的國際專利家族數量從1990年的18項增至2023年的439項，增長了24倍。在光伏材料領域，發明數量占比最高的是染料敏化太陽能電池材料，相關專利家族超過8,000項，占所有光伏材料相關發明的28%，超2,300項為國際專利家族。

②光伏設備：設備相關技術的專利家族數量近17.7萬項，占所有專利家族的54%。在該子領域中，疊層電池和薄膜太陽能電池的發明數量占比最高，1990—2023年的國際專利家族數量分別接近2.1萬項和1.9萬項，且均展現出較高的創新活躍度。同期，太陽跟蹤技術擁有超過2,500個國際專利家族，光學技術國際專利家族數量接近2,000個。鈍化接觸技術的發明活動相對較低，但該技術仍展現出顯著的活力，在審查期間，其國際專利家族數量增長了309倍，總專利家族數量增長1,718倍。

③光伏設備管理：1990—2023年，該子領域共有43,142項專利家族。與其他子領域相比，國際專利家族比例相對較小（3,880項）。太陽能電池板清潔技術份額最大，包括28,526項專利家族。

④應用：1990—2023年，該子領域共有79,678項專利家族；其中，11,001項為國際專利家族。該子領域在國際專利家族中所占比例為16.2%，在所有光伏子領域中排名第二。車輛集成光伏技術在整個報告期內均展現出顯著的創新活力，相關專利家族達31,623項，其中3,941項為國際專利家族。

2. 創新來源地

（1）地域趨勢：

亞洲申請人對該報告涵蓋的光伏技術相關領域貢獻最大，歐洲和北美也是主要申請地。日本申請人在1974—2023年內一直占主導地位，但是申請量有波動，近年申請量占比下降至約20%。2010年前，美國發明活躍度較高，位居第二，之后在該技術領域的專利家族申請份額下降。過去十年中，中國申請人占比急劇上升，2022年首次超過日本。9個最活躍申請國中，有5個位于歐洲；其中，德國總體排名第三，近年來占比也有所下降。

按地理區域劃分，1974—2023年間，亞洲該領域的申請份額從27%升至57%，遠超歐洲（27%）和北美（16%）。亞洲申請人份額的提升主要歸因于中國申請人專利活動的增加，還有一小部分歸因于韓國申請人活動的增加。

圖2   光伏領域專利申請人地理區域劃分（1990—2023年）

（2）領先申請人

1990—2023年，光伏領域TOP 20的申請人貢獻了超26.5%的國際專利家族，其中大多數申請人是來自日本的公司（13家），其后依次是美國（3家）、韓國（2家）、德國和法國（各1家），唯一非企業的研究機構是法國政府資助的原子能與可替代能源委員會（CEA）。若按專利家族劃分，最活躍申請人多數仍來自日本（13家），其后依次是中國（4家）、韓國（2家）和加拿大（1家）；其中，中國專利家族占比從2012年的34%增至2022年的80%。

1974—2023年間，TOP 20申請人的技術重點主要有設備技術（15,146項國際專利家族），其后依次是光伏材料（3,178項）、光伏設備應用（2,517項）和光伏設備管理（1,010項）。在光伏材料、設備管理和應用這三個子領域中，各有兩家歐洲申請者躋身前十名，大多數頭部申請者往往涉足多種不同技術。

（3）歐洲創業公司和大學的專利活動

EPO的Deep Tech Finder數據顯示，2010—2023年間，有300多家歐洲初創企業和大學通過歐洲專利體系為光伏領域發明尋求保護。在此期間，在歐洲專利公約（EPC）39個成員國中，來自18個國家的179家獨立初創企業提交了480項EP專利申請，169所大學提交了554項專利申請。初創企業和大學關注的子領域不同，專利活動也存在差異，初創企業主要聚焦光伏設備相關技術，其次是光伏材料和應用；大學則重點關注光伏設備和材料。

初創企業的申請量偏少且波動大，可分為三個階段：①2018年前申請量持續增長；②2018年后急劇下降；③2020年開始回升，直至2023年升至接近2018年水平。歐洲大學則在光伏相關發明中則相對穩定，僅僅在相當低的水平上有一些波動。

圖3   歐洲初創企業和大學在光伏領域的專利活動（2010—2023年）

在技術領域方面，設備相關發明占比最高，其次是光伏材料，其它值得關注的具體技術包括薄膜太陽能電池、疊層電池、染料敏化太陽能電池材料以及太陽能電池中的無機—有機異質結。光伏材料和設備管理子領域的專利活動主要集中在高校；在設備技術和特定光伏應用領域中，專利活動偏向初創企業。該報告認為后兩個子領域的商業化導向日益增強，同時也為歐洲在光伏領域加強技術和經濟地位提供了機遇。