太阳能作为一种可再生清洁能源，蕴含着巨大的发展潜力和前景。近年来，随着环境和资源问题日益严重，发展可再生能源已成为必然趋势，因此世界各国都非常重视太阳能产业的发展，在技术进步的推进下和各国政府的激励政策下，太阳能光伏产业和市场也得以迅速发展。特别是2001年到2008年期间，全球光伏发电新增容量持续快速增长，年增速达到50.2%。
目前，从太阳能产业结构来看，已经形成了完整的太阳能光伏产业链，光伏产业链包括晶体硅产业链和薄膜电池产业链，晶体硅产业链目前占主体地位，其产业链结构如图1所示，包括硅料、铸锭、切片、电池片、电池组件、应用系统等六大环节，其中上游为硅料、硅片环节，中游为电池片、电池组件环节，下游为应用系统环节。薄膜电池产业链的结构上游为衬底材料和薄膜结构的设计与制备，中游为电池组件的组装和测试，下游为光伏发电系统。
从产业布局上来看，国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业群，有的侧重于上游硅晶体材料的制造，有的侧重于硅薄膜的制造，有的侧重于太阳能器件的制造。仅在2009年，中国的太阳能电池产量就达到9300MW，占全球总产量的40%以上，已成为全球太阳能电池生产的第一大国。
本文采用德温特数据库和中国专利文摘数据库（CNABS）作为数据采集源，就太阳能硅材料的通用类专利申请、太阳能化合物半导体材料的通用类专利申请的情况，对美国、欧洲、日本、中国和韩国5个国家或地区在该领域的专利申请情况进行分析。
太阳能硅材料情况
1.专利申请分析
从图2可以看出，2006年以来，全球太阳能硅材料的通用类专利申请量明显增多；到2009年除中国外，美国、日本、韩国、欧洲在该领域的专利申请量达到顶峰，但在2010年有所回降。而中国的专利申请量自2006年开始大幅增长，且到2010年一直保持很高的增长势头，其专利申请数量远超过美国、日本、韩国、欧洲4个国家或地区。由此可见，一方面，目前在太阳能硅材料的通用类专利申请方面，中国大多企业对技术保护的意识逐渐增强，且积极通过专利申请来保护自己的技术；另一方面，大多数光伏产业项目的上马也直接引起专利申请数量的显著增长。
2.主要申请人分析
通过分析全球太阳能硅材料领域主要申请人，可以看出这些申请人基本上都在中国、美国和日本几个主要市场进行专利布局，然后是韩国和欧洲。由于日本企业在太阳能光伏领域的硅材料太阳能电池技术方面处于领先地位，因此日本企业在本土的专利申请量比较大。考虑到美国和中国巨大的太阳能光伏产业市场，日本企业也在美国和中国进行大量的专利布局。
在太阳能硅材料相关领域全球申请人中，专利申请量排名前10位的申请人有京瓷集团、夏普株式会社、三洋公司、佳能株式会社、三菱重工、应用材料公司、三菱电子、KANEKA公司、LG公司、三星公司。其中，前6位申请人的专利申请量显著高于后几位。由此可见，太阳能硅材料电池的主要专利技术掌握在日本、美国和韩国手中，特别是日本手中，而且专利技术的拥有者相对比较集中，已经出现了明显的梯队分布。而中国申请人中，排在首位的是常州天合光能公司，其次是李毅，相对全球申请人排名分别排在14和15位，其专利申请量总数不足80件，占世界前20位申请人总专利申请数量的4%。由此可见，我国在硅材料的通用类专利技术方面仍处于起步阶段，在与国外对手的专利战略布局竞争中完全处于不利处境。
太阳能化合物半导体材料情况
1.专利申请分析
从图3可以看出，2008年以来，全球太阳能化合物材料的通用类专利申请量明显增多；到2009年除美国外，日本、韩国、欧洲和中国在该领域专利申请量已达到顶峰，在2010年有所回降。而美国的专利申请量自2008年开始大幅增长，且到2010年一直保持很高的增长势头，其专利申请数量远超过其他4个国家或地区。
由此可见，美国的相关行业企业已经把太阳能光伏材料的发展方向转向化合物材料，且美国的相关企业在该方向正在进行大量的专利布局。
2.主要申请人分析
通过分析全球太阳能化合物半导体材料领域主要申请人，可以看出这些申请人基本上都在美国、中国和日本几个主要市场进行专利布局，然后是欧洲和韩国。由于美国企业在太阳能光伏领域的化合物半导体材料太阳能电池的技术方面处于领先地位且可能将太阳能光伏领域的材料研究重点转到化合物薄膜材料方向，因此美国企业在本土的专利申请量比较大。同时，考虑到中国和日本巨大的太阳能光伏产业市场，美国企业也在中国和日本进行大量的专利布局。
在太阳能化合物半导体材料的通用类专利申请全球申请人中，昭和壳牌、夏普株式会社、康宁公司、三星电子、默克专利、通用电气、等企业为主要申请人。从申请人的分布情况来看，太阳能化合物半导体材料主要专利技术掌握在日本、美国手中，且从世界前20位主要申请人的专利申请量来看，各竞争对手的专利技术申请数量差别不大，最少的18件，最多的45件，还处在群雄逐鹿的发展阶段。但是，在太阳能化合物半导体材料的通用类专利申请方面，还没有中国申请人提交专利申请。由此可见，我国在太阳能化合物半导体材料的通用类专利申请方面还没有涉足，如果能够及时制订相关的鼓励和促进政策，那么在面对新领域的竞争，可能会占有一席之地。
结论和建议
太阳能光伏材料及器件势必在未来的能源危机中扮演越来越重要的角色，根据上述分析可以看出，在太阳能硅材料电池技术的发展方面，中国企业应该找准自己的发展方向，结合各竞争对手的专利布局，大力发展改进技术，组合技术，替代技术，以便在其他的技术基础上更进一步。而在太阳能化合物半导体材料电池技术的发展方面，中国企业大力开展各种基础研究和基础试验，探索各种太阳能化合物半导体的制备技术，太阳能化合物半导体电池的组装技术和应用技术，并针对各类技术开展相应的专利保护和布局，以在该新的技术领域占有优势地位。
