1、国内产业主要参与企业分析
钙钛矿太阳能电池作为下一代光伏电池的候选之一，其制备工艺简单、设备投入小、理论成本低且具有优异的光电性能等优点。
现阶段，国内有着一定数量参与钙钛矿太阳能电池产业化的企业，以杭州纤纳光电为代表，相关企业近些年在钙钛矿太阳能电池领域申请的相关专利数量不断增加。
本文选取几家代表性的企业，简单分析其在钙钛矿太阳能电池专利方面的布局、技术储备以及技术探索。
1.1.杭州纤纳光电
杭州纤纳光电科技有限公司于2015年在杭州创立，该公司致力于钙钛矿前沿技术、材料、设备研发。相关专利时期数量也是产业化企业中最多的，超过100件。同时其在钙钛矿太阳能电池领产业化上具有多维度的专利储备，除了基本的电池设计外，还包括：掺杂工艺、生产监控、封装工艺、叠层设计及工艺、应用实例等。值得注意，其在近一年内申请了涉及太阳能茶几、光伏地砖、曲面电池以及太阳能草坪灯等钙钛矿太阳能电池应用实例相关专利，表面其在对钙钛矿太阳能电池的民用化开始有了一定的实质性探索。
同时，纤纳光电还积极探索以钙钛矿量子点电池为代表的新型钙钛矿太阳能电池，申请了5件相关专利。
此外，纤纳光电还积极布局海外专利，其专利钙钛矿薄膜的低压化学沉积的设备及其使用方法和应用(CN107785488A)的同族专利涉及美国、欧洲、日本、德国、韩国、澳大利亚和世界知识产权组织，专利一种沉浸式制备钙钛矿薄膜的设备及使用方法和应用(CN110047774B)的同族专利也涉及美国、欧洲、日本、德国、韩国和世界知识产权组织，此外还有封装工艺相关专利(一种薄膜光伏组件封装结构与方法CN109216486A)、钙钛矿成膜工艺相关专利(一种提高钙钛矿成膜均匀性的装置及其方法CN109545985A)也都具有欧洲同族专利。
1.2.华能集团
华能集团旗下的华能新能源股份有限公司和中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司在钙钛矿太阳能电池产业化上也进行了一定的专利布局，主要包括电池电极设计(透明电极)、基于柔性基底的柔性电池、叠层电池设计以及电池封装工艺等。同时华能新能源也申请了一件钙钛矿量子点电池相关专利(CN113258007A)。
1.3.浙江浙能技术研究院
浙江浙能技术研究院为浙江能源集团下属的研究机构，在钙钛矿太阳能电池产业化专利中主要布局点为：封装工艺设计、大尺寸生产工艺，同时也在吸光层设计以及电池印刷工艺具有一定的专利储备。其近期申请了两件钙钛矿量子点电池相关专利(CN214672614U、CN113437057A)。
1.4.成都新柯力化工
成都新柯力化工科技有限公司在钙钛矿结构光伏材料领域具有较为雄厚的研发实力，其研发申请的有关钙钛矿光伏材料相关专利得到诸多下游生产厂家的认可，有大量相关专利权利权利转移至其他企业，包括：苏州辅朗光学材料有限公司、东营市东凯新材料产业园有限公司、深圳市新技术研究院有限公司、扬州日利达光电发展有限公司、东营市大学科技园发展有限责任公司、东营市东凯新材料产业园有限公司、山西绿普光电新材料科技有限公司、常州宏富电子科技有限公司、福建合信创展科技有限公司、山西绿普光电新材料科技有限公司等。
1.5.无锡极电光能
无锡极电光能科技有限公司是全球领先的钙钛矿产业化技术开发企业，专注于钙钛矿光伏、光电及前驱体材料的产业化技术开发和应用工作，同时也是大面积钙钛矿组件效率突破20%的开拓者。其围绕电池大面积、大规模生产技术点，对电池的传输层、钙钛矿光吸收层进行了专利布局及技术储备。
1.6.天合光能
天合光能围绕钙钛矿太阳能电池的封装设计、叠层设计、透明电极设计等技术点上进行了专利布局及技术储备。
1.7.深圳黑晶光电
深圳黑晶光电科技有限公司技术有限公司成立于2019年，是一家致力于新型太阳能电池研发、制造及其智能化应用的新能源科技公司，也是国内首家专注于高效叠层太阳能电池研发的企业，其现阶段公开的10件专利中有8件为叠层电池相关专利。
2、典型专利布局
企业在实现钙钛矿太阳能电池产业化的目标中，除了增加研发投入以解决目前钙钛矿太阳能电池存在各种问题外，还需提前基于研发成果，通过专利布局来对形成专利护城河，保护企业知识产权，强化自身在产业化中的技术优势。本文基于现阶段企业的专利申请情况，总结出企业在钙钛矿太阳能电池领域典型的专利布局进行介绍。
2.1.纤纳光电-生产监控光谱分析布局
针对控制生产过程钙钛矿薄膜质量技术问题，纤纳光电基于光谱分析，申请了9件相关专利，方案涉及：X射线光电子能谱分析、光致发光、颜色分析、X射线衍射分析、分光光度计测量等技术，用于检测生产过程中钙钛矿薄膜的：元素组成、元素含量、化学状态、分子结构、化学键、材料电子结构、晶体结构、缺陷状态、杂质、反应程度、薄膜表面成分、紫外-可见吸收光谱等一系列质量参数及性能参数。
2.2.华能-钙钛矿太阳能电池
华能新能源股份有限公司联合中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司于2021年12月14日和15日针对钙钛矿太阳能电池申请了12件相关专利，涉及叠层电池、柔性电池和用于解决电池激光刻线串联工艺中金属电极会与钙钛层直接接触导致钙钛矿层中碘离子对进金属电极的腐蚀的问题。
3、近期进展
目前钙钛矿太阳能电池产业化依旧存在诸多问题，本文以电池材料选择、电池结构设计、电池封装设计三个主题，选取近期公开的相关专利进行介绍，以了解目前钙钛矿太阳能电池在产业化的道路上的研发趋势。
3.1.宁波博旭光电科技有限公司
-锡基钙钛矿电池
传统钙钛矿光伏器件由于其光吸收材料中含重金属元素铅，限制了此类钙钛矿光伏器件的商业化发展。为解决这一问题，通常选用锡掺杂来替代铅以减低电池毒性。此外，环境友好型的锡基钙钛矿材料有着与铅基钙钛矿材料可比拟甚至更优异的光电性能，也是替代选择之一。但由于二价锡在空气中极易氧化且结晶速度快，导致锡钙钛矿卤化物太阳能电池的稳定性不理想，且目前为止报道的锡基卤化物钙钛矿太阳能电池的光电转换效率仅为13.4%，远低于铅基钙钛矿太阳能电池。
宁波博旭光电科技有限公司联合宁波激智创新材料研究院有限公司申请专利CN113948642A提出一种锡基钙钛矿薄膜，利用一种还原性络合物添加剂，通过少量简单的前驱液添加，可实现从“反应源头”和“结晶过程”上同步抑制锡基钙钛矿薄膜的缺陷产生，并且最终的太阳能电池的稳定性得到了提升。
3.2.深圳先进技术研究院-叠层设计
现阶段叠层钙钛矿太阳能电池主要采用钙钛矿/铜铟镓硒的叠层电池结构，但是铟和镓元素在自然界储量稀有，同时被显示等行业大量开采，不利于支撑叠层光伏组件的长期发展。
深圳先进技术研究院针对这一问题，申请专利CN114093860A提出选择属于锌黄锡矿的铜镉锌锡硒作为叠层材料选择。因其具有耐高温且无毒，在自然界广泛存在，可真空法大面积制备等优点，能够降低叠层组件的工艺成本，在更大的有效电池面积上达到更高的转换效率，解决叠层光伏器件性能提升瓶颈和大面积量产的难题。
3.3.仙湖实验室-封装工艺
钛矿材料在普通大气条件下容易降解，目前一般通过封装手段来解决水分和氧气对钙钛矿的影响。鉴于甲脒基钙钛矿退火温度为150℃，甲胺基钙钛矿层退火温度为100℃，如果采用硅基太阳能电池的封装方案，在140℃的长时间层压过程中很有可能会对上述材料造成损伤，导致这些材料的分解以至于钙钛矿太阳能电池性能的下降。
佛山仙湖实验室申请的专利CN113972326A采用将封装胶材在较高的温度单独预先融化，同时结合提高压合的压强的方案，缩短封装时间，有效减少封装过程对钙钛矿电池表面及电极的机械损伤。
4、结 语
钙钛矿太阳能电池作为低成本、高光电转换效率的绿色第3代太阳能电池，有望成为新一代低成本、绿色能源产业的主流产品，成为光伏领域的领头羊。同时，以杭州纤纳光电等新能源企业为代表，越来越多的国内企业参与这条光伏赛道奔跑，相应的研发以及专利申请不再局限于高校及科研院所，钙钛矿太阳能电池产业化的黎明也逐渐明朗，相信在不久的未来，钙钛矿太阳能电池可以在光伏产业崭露头角，打破现阶段硅基太阳能电池独占的局面。
最后，建议企业在针对钙钛矿太阳能电的研发阶段，应当做好以下知识产权相关工作：
(1) 开展全球范围内专利信息分析，为技术研发提供情报支撑;
(2) 及时进行专利挖掘和布局，构建专利组合，以形成专利壁垒;
(3) 做好侵权风险排查，防止侵犯他人专利权，为产品上市保驾护航;
