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太陽能並非一項全新的技術，早在1954年，太陽能電池就已經在美國的貝爾實驗室裡誕生；但直到1970年代爆發能源危機，太陽能電池才被廣泛的運用到民生用途上。後因全球景氣復甦引發的強勁基本需求，讓石油供應鏈從前端到後端都處於滿載狀態。高油價環境，自然引發了民眾對能源使用的危機感。在油價持續維持高價的狀況下，未來石油將不再成為主要的能源來源，相較之下，具有環保機能的太陽能，占能源供應比重將會持續提昇。
根據美國能源部報告預估，目前全球石油資源只能再撐43年，核能發電的鈾，大概只能供全球使用64年，天然氣儲藏量也僅剩62年。在這種能源枯竭的危機感之下，太陽能電池已被大眾認為是最佳的替代能源之一。產業專家估計2040年太陽能貢獻比重將提昇至20%，預估從2004年到2010年，太陽能能源年成長率至少會達30%以上。
目前各國政府也開始積極推動太陽能的利用，甚至各地方政府也積極推廣太陽能，提供補助策略。例如，美國加州議會曾希望計畫通過一項原名為「百萬戶太陽能住宅」的草案，在2010年讓加州有20%的用電均仰賴太陽能，雖然這項法案後來遭到否決。但由此可見，太陽能是一個「有夢」的產業，也獲得政府力量的支持與推動。因此，各家廠商在太陽能相關專利的申請上，亦快速成長。
(1) 檢索關鍵字設定
將資料庫檢索方向區分成太陽能材料/模組以及系統二分類。於材料/模組方面，檢索關鍵字於IPC分類設定為：E04D-13/18、H01L-25/00、H01L-31/04、H01L-31/042、H01L-31/052、H01L-31/18、H02N-6/00並輔以文字設定為：solarcell、solar-cell、photovoltaic*、 photo*、pv、sun、light、cel、batter*、panel、module*。以PCT/JP2007/067868申請案為例，其發明名稱為：FIXING STRUCTURE OF SOLAR CELL MODULE。
於系統方面，檢索關鍵字於IPC分類設定為：E04D-1/30、G02F-1/136、G05F-1/67、G01L-25/00、H01L-31/00、H01L-31/042、H01L-31/048、H01L-33/00、H02J-7/35、H02N-6/00，並輔以文字設定為：solar cell、solar-cell、photovoltaic*、 photo*、pv、sun 、control*、invert*、convert*、conversion、system、 mount*、instal*。以PCT/JP2007/058741申請案為例，其發明名稱為：PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM AND PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM CONTROL METHOD。
自2005開始，關於太陽能材料/模組的申請案公開數量開始快速成長；2009年的請案公開數量，相較於2004年，已逼近10倍。 |
|
(2) 年份申請量：
檢索日期為2010/5/20，表中年度為PCT申請案公開的年度
| 表2-1 太陽能材料/模組專利申請量 |
| 年度 |
1979 |
1980 |
1981 |
1982 |
1983 |
1984 |
1985 |
1986 |
1987 |
1988 |
1989 |
| 數量 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
5 |
4 |
3 |
4 |
5 |
|
| 年度 |
1990 |
1991 |
1992 |
1993 |
1994 |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
| 數量 |
5 |
6 |
19 |
17 |
5 |
16 |
15 |
16 |
18 |
22 |
31 |
|
| 年度 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
-- |
| 數量 |
39 |
35 |
79 |
63 |
111 |
144 |
227 |
351 |
595 |
275 |
-- |
|
圖2-1 太陽能材料/模組專利申請量 |
|
|
| 表2-2 太陽能系統專利申請量 |
| 年度 |
1984 |
1985 |
1986 |
1987 |
1988 |
1989 |
1990 |
1991 |
1992 |
1993 |
1994 |
| 數量 |
1 |
0 |
3 |
5 |
5 |
3 |
3 |
4 |
10 |
4 |
6 |
|
| 年度 |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
| 數量 |
9 |
8 |
12 |
9 |
9 |
19 |
23 |
32 |
46 |
41 |
67 |
|
| 年度 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
| 數量 |
64 |
118 |
168 |
271 |
126 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
圖2-2 太陽能系統專利申請量 |
|
|
從表2-1中，可以發現自2005開始，關於太陽能材料/模組的申請案公開數量開始快速成長，2005的數量相較於2004年接近1倍，2009年的數量，相較於2004年，更是逼近10倍。而表3-2，對於太陽能系統方面，則是自2007開始，方有快速成長，為2005與2006年度數量的接近2倍，至2009年則是超過4倍。而該二份資料的曲線則是貼近。
(3) 第一申請人國別：
檢索日期為2010/5/20，僅列出申請量超過10件的國別，且以第一申請人為基準
| 表3-1 太陽能材料/模組專利申請量 (第一申請人國別) |
| 國別 |
日本 |
美國 |
德國 |
南韓 |
法國 |
中國 |
澳洲 |
義大利 |
| 數量 |
698 |
668 |
210 |
116 |
55 |
45 |
39 |
35 |
|
| 國別 |
荷蘭 |
瑞士 |
西班牙 |
加拿大 |
英國 |
以色列 |
挪威 |
奧地利 |
| 數量 |
33 |
32 |
31 |
29 |
28 |
16 |
10 |
10 |
|
| 表3-2 太陽能系統專利申請量 (第一申請人國別) |
| 國別 |
美國 |
日本 |
德國 |
南韓 |
中國 |
法國 |
義大利 |
英國 |
| 數量 |
449 |
194 |
96 |
47 |
30 |
29 |
27 |
27 |
|
| 國別 |
西班牙 |
瑞士 |
荷蘭 |
澳洲 |
以色列 |
加拿大 |
奧地利 |
-- |
| 數量 |
23 |
22 |
18 |
17 |
16 |
15 |
11 |
-- |
|
從表3-1與3-2中統計資料中可以看出，前五大的申請國家為美國、日本、德國、南韓與法國，中國則是緊追在後。申請的國別則集中在已開發、高度經濟發展，且對於能源的需求非常大的國家。而中國目前的經濟發展雖尚未如前五大國般，但在後續市場的發展中，卻是目前世界中最強勁的國家。也因此推升中國對於太陽能研發的步調，增加申請數量，惟數量的多寡是否即是專利品質亦是提升，則有待商榷。因中國近幾年對於專利的申請，採用補助策略，雖說目的是希望提升中國公司專利研發的力道，但卻也被濫用，亦即僅為取得補助而遞出PCT申請案，是否因為如此，使得中國的申請量攀升。此部分尚須個別針對申請案進入國家階段的狀況加以分析，非此次文章的重點。
(4) 申請人：
檢索日期為2010/5/20，且以第一申請人為基準
| 表4-1 太陽能材料/模組專利申請量 (僅列出申請量超過10件的公司） |
|
公司名稱 |
申請數量 |
| SHARP KABUSHIKI KAISHA(JPN) |
103 |
APPLIED MATERIALS, INC.(USA) |
32 |
LG ELECTRONICS INC.(KOR) |
30 |
KYOCERA CORPORATION(JPN) |
28 |
SUNPOWER CORPORATION(USA) |
23 |
SHOWA SHELL SEKIYU K.K.(JPN) |
26 |
SANYO ELECTRIC CO., LTD.（JPN） |
22 |
ULVAC, INC. |
22 |
FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. |
18 |
BRIDGESTONE CORPORATION |
18 |
KONARKA TECHNOLOGIES, INC. |
16 |
BP CORPORATION NORTH AMERICA INC. |
15 |
KANEKA CORPORATION |
14 |
UNITED SOLAR SYSTEMS CORPORATION |
14 |
SOLYNDRA, INC. |
14 |
MOBIL SOLAR ENERGY CORPORATION |
13 |
SOLFOCUS, INC.(USA) |
13 |
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION |
13 |
GUARDIAN INDUSTRIES CORP. |
13 |
JUSUNG ENGINEERING CO., LTD. |
12 |
HONDA MOTOR CO., LTD. |
11 |
STANCEL, Robert |
10 |
THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA(USA) |
10 |
DONGJIN SEMICHEM CO., LTD. |
10 |
E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY |
10 |
|
| 表4-2 太陽能系統專利申請量 |
公司名稱 |
申請數量 |
SHARP KABUSHIKI KAISHA（JPN） |
44 |
SOLFOCUS, INC.（USA） |
17 |
APPLIED MATERIALS, INC.（USA） |
16 |
THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA（USA） |
15 |
SUNPOWER CORPORATION（USA） |
13 |
KYOCERA CORPORATION（JPN） |
11 |
STANCEL, Robert（USA自然人） |
8 |
KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V. |
8 |
POWERLIGHT CORPORATION(USA) |
7 |
SHOWA SHELL SEKIYU K.K.（JPN） |
7 |
|
表4-1與4-2中，兩類PCT申請數量合計最大的申請公司是SHARP KABUSHIKI KAISHA，共約147件，而多數公司於二類別中均有申請，除前述SHARP KABUSHIKI KAISHA外，尚有APPLIED MATERIALS, INC.、KYOCERA CORPORATION、SUNPOWER CORPORATION與SHOWA SHELL SEKIYU K.K.公司。另亦見到THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA為以學校名義為申請人，由此可知加州大學對於太陽能的研發是非常重視。
但確有弔詭的現象就是LG ELECTRONICS INC.，該公司於材料/模組類別中為第3大申請量公司，數量為30件；但卻於系統類別中名列第44名，數量僅為3件。另一個則為SANYO ELECTRIC CO., LTD.，相似於LG ELECTRONICS INC.的狀況。由此可知該二家公司研發的重點置於材料/模組類別，卻對於系統類別缺少布局的申請案。
另結合表3-1、3-2、4-1與4-2的資料後，發現第一申請人為美國的案件量雖是最多，但卻於排名在前的第一申請人的資料中未見到大量申請案件量的美國公司，可能是分散於個別申請人，而非如日本的狀況般多是集中在某幾家公司。
(5) IPC分類申請量：
檢索日期為2010/5/20，僅列出申請量超過10件的類別
| 表5-1 太陽能材料/模組專利申請量 (僅列出申請量超過10件的類別) |
類別 |
H01L |
F24J |
H01M |
E04D |
H02N |
C23C |
B32B |
C08L |
H02J |
G02B |
數量 |
2068 |
189 |
151 |
101 |
87 |
46 |
36 |
34 |
32 |
30 |
|
類別 |
C01B |
C30B |
C09B |
H01B |
C09K |
G01R |
H01G |
C08K |
C08J |
C07D |
數量 |
27 |
26 |
23 |
22 |
17 |
16 |
16 |
15 |
15 |
15 |
|
類別 |
B23K |
H05K |
G05F |
B64G |
C09J |
C07F |
-- |
-- |
-- |
-- |
數量 |
15 |
13 |
11 |
10 |
10 |
10 |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
| 表5-2 太陽能系統專利申請量 (僅列出申請量超過10件的類別) |
類別 |
H01L |
F24J |
H02J |
H02N |
E04D |
G05F |
H01M |
數量 |
927 |
124 |
110 |
79 |
63 |
45 |
24 |
|
類別 |
H01S |
H02M |
G02B |
H05B |
H01J |
F21S |
C09K |
數量 |
22 |
22 |
19 |
12 |
11 |
10 |
10 |
|
於表5-1與5-2資料，係以主IPC分類為統計點，因主IPC分類下尚有次IPC分類，為免過於分散，故僅以主IPC分類為統計點。其中H01L類別的數量最多，其次為F24J類別。而對於個別申請人的申請案於IPC分類的分佈狀況，以瞭解該公司的專利布局狀況，則尚須進一步就個別申請人加以分析，此就待日後再加以分析。
結語
減低對地球資源的需求，降低自然界的破壞，讓地球能永續存在，這項議題已經成為各國最關心的議題；而保護地球，避免過度開發的各項技術也逐步產生。太陽能是眾多技術的一種，各廠商對於太陽能的研發，莫不積極投入，希能在該產業的價值/供應鏈中，取得一席之地，掌握關鍵技術。此次從PCT的資料庫中，分析該產業的研發技術方向，與各廠家對於該技術領域的研發佈局，初步瞭解廠家從PCT提出專利申請的分佈狀況。
由於此僅為初步瞭解佈局狀況，若欲再從各廠家專利公布的年度、IPC次分類的詳細佈局以及是否進入單一國家取得專利權等資料的詳細分析，以取分析各單一廠家的PCT案比較清楚的狀況，則有待後續的詳細解析。
附註：
文章中主要IPC分類的內容
H01L |
半導體裝置；其他類目未包括的電固體裝置（半導體晶片之輸運系統見B65G49/07；半導體裝置於測量方面之應用見G01；一般掃描探針設備的零部件見 G12B ; 一般電阻器見H01C；磁體，電感器，變壓器見H01F；一般電器見H01G；電解裝置見H01G9/00；電池組，蓄電池見H01M；導波管，導波管之諧振器或導波型線路見H01P；線路連接器，匯流器見H01R；受激發射裝置見H01S；機電諧振器見H03H；用於電通信之機電傳感器見H04R；一般電光源見H05B；印刷電路，混合電路，電設備之結構零部件或外殼 |
|
F24J |
未列入其他類之熱量產生及利用（所用材料見C09K5/00；發動機或其他由熱產生機械動力之機械裝置見有關類，例如利用自然界熱量者見F03G） |
|
H01M |
用於直接轉變化學能為電能之方法或裝置，例如電池組（一般電化學之方法或裝置見C25；用於轉變光或熱為電能之半導體或其他固態裝置見H01L，例如H01L31/00，35/00，37/00） |
|
E04D |
屋頂覆蓋層；天窗；檐槽；屋頂施工工具（用灰泥或其他多孔材料製作外牆之面層見E04F13/00） |
|
H02N |
其他類不包括的電機 |
|
H02J |
供電或配電之電路裝置或系統；電能存儲系統（用於測量X射線，Y射線，微粒子射線或宇宙射線設備的供電電路見 G01T 1/175；專用於具有不動件的電子時鐘的供電電路見 G04G 19/00；用於數位計算機者見G06F 1/18；用於放電管見H01J 37/248；電能轉換用電路或設備，此種電路或設備之控制裝置或調整裝置見H02M；數個電機之相關控制，原動機／發電機組之控制見H02P；高頻電力之控制見H03L；用以傳輸信息之電力線路或電力網附加用途見H04B） |
|
