发明创造名称：基于柔性纳米线的太阳能电池
外观设计名称：
决定号：184910
决定日：2019-07-22
委内编号：1F261329
优先权日：2012-02-07
申请（专利）号：201380008396.8
申请日：2013-02-04
复审请求人：飞利浦灯具控股公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：彭丽娟
合议组组长：骆素芳
参审员：徐健
国际分类号：H01L31/054,H01L31/052,H01L31/0384
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比具有区别技术特征，但该区别技术特征为本领域的公知常识，在最接近现有技术的对比文件的基础上结合上述公知常识获得该权利要求所要保护的技术方案是显而易见的，则该权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件和本领域公知常识的结合不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201380008396.8，名称为“基于柔性纳米线的太阳能电池”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为飞利浦灯具控股公司，申请日为2013年02月04日，优先权日为2012年02月07日，进入中国国家阶段日为2014年08月07日，公开日为2014年10月08日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年06月05日以本申请的权利要求1-6不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定为由作出驳回决定，其中引用了以下对比文件：
对比文件1：Three-dimensional nanopillar-array photovoltaics on low-cost and flexible substrates， Zhiyong Fan et al.，《nature materials》，vol 8；公开日为2009年07月05日；
对比文件2：Flexible polymer-embedded si wire arrays， Katherine E et al.，《advanced materials》，第21卷；公开日为2009年12月31日。
驳回决定所依据的文本为：于进入中国国家阶段日2014年08月07日提交的说明书附图图1-4、说明书摘要、摘要附图；于2014年08月07日提交的按照条约第28或41条修改的说明书第1-28段；于2017年03月24日提交的权利要求第1-6项。
驳回决定的具体理由是：1.独立权利要求1与对比文件1相比，其区别技术特征在于：1）p/n-掺杂的半导体纳米线，所述半导体纳米线包括轴向pn结；2）所述p/n-掺杂的半导体纳米线的层部分地嵌在所述聚合物层中，所述pn-掺杂的半导体纳米线的上部从所述聚合物层的第一表面伸出。上述区别技术特征属于本领域常规选择，因此独立权利要求1相对于对比文件1以及本领域常规选择的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2.从属权利要求2-4、6的附加技术特征被对比文件1公开，从属权利要求5的附加技术特征属于本领域惯用技术手段，因此从属权利要求2-6也不具备创造性。3.独立权利要求1与对比文件2相比，其区别技术特征在于：1）半导体纳米线是包含轴向PN结的p/n-掺杂纳米线；2）在工作状态，第一表面比第二表面更加靠近入射位置处的入射光，半导体纳米线的上部从所述聚合物层的第一表面伸出，并且其中第一表面的面积大于第二表面的面积；第一表面具有椭球形状。上述区别技术特征属于本领域常规选择，因此独立权利要求1相对于对比文件2以及本领域常规选择的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。4.从属权利要求2-4的附加技术特征被对比文件2公开，从属权利要求5的附加技术特征部分被对比文件2公开，其余属于本领域惯用技术手段，从属权利要求6的附加技术特征属于本领域常规选择，因此从属权利要求2-6也不具备创造性。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种太阳能电池，包括：
p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12），所述半导体纳米线包括轴向pn结；
至少一个聚合物层（10），其中所述p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12）部分地嵌在所述聚合物层（10）中，并且
所述聚合物层（10）具有第一表面（32）和第二表面（34），其中，在工作状态，第一表面（32）比第二表面（34）更加靠近入射位置处的入射光（20），其中所述pn-掺杂的半导体纳米线（22）的上部（24）从所述聚合物层（10）的第一表面（32）伸出，并且其中
第一表面（32）的面积大于第二表面（34）的面积，
其中所述第一表面具有椭球形状。
2. 如权利要求1所述的太阳能电池，其中大部分pn-掺杂的半导体纳米线（22）在与第一表面（32）基本上垂直的方向（38）上对准。
3. 如前述权利要求之一所述的太阳能电池，其中pn-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12）在至少一个方向（26，28）上具有周期性结构。
4. 如权利要求1-2之一所述的太阳能电池，其中所述聚合物层（10）的第一表面（32）和第二表面（34）基本上平行对准。
5. 如权利要求1-2之一所述的太阳能电池，还包括由透明导电氧化物（TCO）制成的顶层（16），其中所述顶层（16）具有上部第三表面（36），在工作状态，该第三表面比所述第一表面（32）更加靠近入射位置处的入射光（20）。
6. 如权利要求1-2之一所述的太阳能电池，还包括由金属形成的底层（18），其中所述底层（18）与大部分p/n-掺杂的半导体纳米线（22）以及所述聚合物层（10）的第二表面（34）接触。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年09月20日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书全文的修改替换页，包括权利要求第1-6项。修改的主要内容为：在原权利要求1中增加技术特征“所述p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的平均体积密度在接近所述第一表面（32）处比在接近第二表面（34）处更低”构成新的独立权利要求1。复审请求人认为：（1）对比文件1并没有公开如权利要求1中定义的其中pn-掺杂的半导体纳米线的上部从聚合物层的第一表面伸出的太阳能电池。对比文件1根本没有公开聚合物层的使用，对比文件1甚至给出了与本申请的发明相反的技术教导，对比文件1也没有公开权利要求1中的“p/n-掺杂的半导体纳米线的平均体积密度在接近所述第一表面处比在接近第二表面处更低”。（2）对比文件2公开了硅棒阵列，硅棒阵列嵌入在PDMS中并从硬性生长基板上移除，导致融合了单晶硅的优点和聚合物的柔性的复合材料。对比文件2没有公开太阳能电池。（3）对比文件1和对比文件2没有结合启示。即使将对比文件1和对比文件2相结合，对比文件2也没有公开“p/n-掺杂的半导体纳米线的平均体积密度在接近第一表面处比在接近第二表面处更低”。
提复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种太阳能电池，包括：
p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12），所述半导体纳米线包括轴向pn结；
至少一个聚合物层（10），其中所述p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12）部分地嵌在所述聚合物层（10）中，并且
所述聚合物层（10）具有第一表面（32）和第二表面（34），其中，在工作状态，第一表面（32）比第二表面（34）更加靠近入射位置处的入射光（20），其中所述pn-掺杂的半导体纳米线（22）的上部（24）从所述聚合物层（10）的第一表面（32）伸出，其中
第一表面（32）的面积大于第二表面（34）的面积，
其中所述第一表面具有椭球形状，所述p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的平均体积密度在接近所述第一表面（32）处比在接近第二表面（34）处更低。
2. 如权利要求1所述的太阳能电池，其中大部分pn-掺杂的半导体纳米线（22）在与第一表面（32）基本上垂直的方向（38）上对准。
3. 如前述权利要求之一所述的太阳能电池，其中pn-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12）在至少一个方向（26，28）上具有周期性结构。
4. 如权利要求1-2之一所述的太阳能电池，其中所述聚合物层（10）的第一表面（32）和第二表面（34）基本上平行对准。
5. 如权利要求1-2之一所述的太阳能电池，还包括由透明导电氧化物（TCO）制成的顶层（16），其中所述顶层（16）具有上部第三表面（36），在工作状态，该第三表面比所述第一表面（32）更加靠近入射位置处的入射光（20）。
6. 如权利要求1-2之一所述的太阳能电池，还包括由金属形成的底层（18），其中所述底层（18）与大部分p/n-掺杂的半导体纳米线（22）以及所述聚合物层（10）的第二表面（34）接触。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年09月29日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，（1）对比文件1公开了半导体纳米线的层部分地嵌在所述AAM层中，半导体纳米线的上部从所述AAM层的第一表面伸出，弯曲使得第一表面的面积大于第二表面的面积。未弯曲前平行设置的半导体纳米线，弯曲使得第一表面的面积大于第二表面的面积必然使得纳米线的平均体积密度在接近第一表面处比在接近第二表面处更低。采用聚合物和AAM，将纳米线嵌入其中均是本领域惯用的方式，各自有各自的优缺点，通过AAM形成的均一性好，但是成本较高，而采用聚合物成本较低，根据实际需求选择任何一种均是本领域技术人员的常规选择。（2）对比文件2公开了一种纳米线阵列/聚合物结构，其可以直接应用在太阳能转换器件中（参见第326页左栏），即对比文件2公开了太阳电池。对比文件2还公开了太阳电池可以以柔性形式安装（参见第325页左栏第1段），当采用柔性的形式安装时，为了获得更大的光接收面积，将弯曲的凸面朝向入射光的方向是本领域的常规选择。柔性安装时凸面的纳米线的密度必然小于凹面的密度。太阳电池具体的形状则是根据实际应用的常规选择。本申请选择椭球形状也并未取得预料不到的技术效果。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年02月28日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-6不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。具体理由为：独立权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备创造性。从属权利要求2-6的附加技术特征被对比文件1公开，因此，从属权利要求2-6也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。针对复审请求人意见，合议组认为：对于意见（1），对比文件1没有给出相反的教导，从材料方面虽然对比文件1公开的是AAM层而不是聚合物层，然而根据实际需求选择任何一种均是本领域技术人员的常规选择，这种选择并不存在技术障碍，且其效果也是能够预期的。“半导体纳米线的平均体积密度在接近所述第一表面处比在接近第二表面处更低”这一特征被对比文件1隐含公开。对于意见（2），对比文件2公开了一种纳米线阵列/聚合物结构，其可以直接应用在太阳能转换器件中例如形成太阳能电池（参见第326页左栏），即对比文件2公开了太阳能电池。而且对比文件2还公开了太阳电池可以以柔性形式安装（参见第325页左栏第1段），当采用柔性的形式安装时，为了获得更大的光接收面积，将弯曲的凸面朝向入射光的方向是本领域的常规选择，此时半导体纳米线的平均体积密度在接近第一表面处比在接近第二表面处更低。对于意见（3），在本申请的历次通知书中及本次通知书中均没有涉及对比文件1和对比文件2的结合，因而也就不存在结合启示的问题。
复审请求人于2019年04月12日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文修改替换页，包含权利要求第1-5项。修改的主要内容为：将原权利要求6的附加技术特征合并入原权利要求1中，并增加了说明书中的部分特征构成新的权利要求1。复审请求人认为：（1）对比文件1已经公开了聚合物层，即两个PDMS层。但是，对比文件1没有采用聚合物层来支持CdS纳米柱而特别地采用AAM层。根据对比文件1的相关公开内容（参见对比文件1第649页第1栏第2段）可知，AAM正是对比文件1意图或追求使用的，因为对于对比文件1所公开的太阳能电池而言，AAM具有易于制膜和易于纳米结构的几何控制的优点。而且，AAM的使用对于获得如对比文件1所描述的3D太阳能纳米电池也是至关重要的。因此，基于对比文件1的公开内容，本领域技术人员并没有动机将对比文件1中的AAM替换为其它的组件或材料。（2）对比文件1也没有公开权利要求1中的“其中所述底层（18）是面向所述聚合物层（10）的第二表面（34）的光反射器，使得在从所述第一表面（32）到所述底层（18）的第一路径期间未被吸收的入射光（20）不能离开所述太阳能电池”。根据对比文件1第649页第2栏第1段的描述，用于支撑AAM层的层结构是铝支撑基板。对比文件1没有公开“铝支撑基板是面向AAM层的第二表面的光反射器，使得在从所述第一表面到所述铝支撑基板的第一路径期间未被吸收的入射光不能离开所述太阳能电池”。利用权利要求1中所述的底层，可以进一步改善太阳能的光转换效率。另外，对比文件2也没有公开权利要求1中的底层。虽然对比文件2提及了PDMS片，但是基于上述的理由，本领域技术人员在对比文件1的基础上，并没有动机用对比文件2中的PDMS来替代对比文件1中的AAM层。答复复审通知书时提交的权利要求书如下：
“1. 一种太阳能电池，包括：
p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12），所述半导体纳米线包括轴向pn结；
至少一个聚合物层（10），其中所述p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12）部分地嵌在所述聚合物层（10）中，并且
所述聚合物层（10）具有第一表面（32）和第二表面（34），其中，在工作状态，第一表面（32）比第二表面（34）更加靠近入射位置处的入射光（20），其中所述pn-掺杂的半导体纳米线（22）的上部（24）从所述聚合物层（10）的第一表面（32）伸出，其中
第一表面（32）的面积大于第二表面（34）的面积，
其中所述第一表面具有椭球形状，所述p/n-掺杂的半导体纳米线（22）的平均体积密度在接近所述第一表面（32）处比在接近第二表面（34）处更低，
其中所述太阳能电池还包括由金属形成的底层（18），所述底层（18）与所述p/n-掺杂的半导体纳米线（22）以及所述聚合物层（10）的第二表面（34）接触，
其中所述底层（18）是面向所述聚合物层（10）的第二表面（34）的光反射器，使得在从所述第一表面（32）到所述底层（18）的第一路径期间未被吸收的入射光（20）不能离开所述太阳能电池。
2. 如权利要求1所述的太阳能电池，其中大部分pn-掺杂的半导体纳米线（22）在与第一表面（32）基本上垂直的方向（38）上对准。
3. 如前述权利要求之一所述的太阳能电池，其中pn-掺杂的半导体纳米线（22）的层（12）在至少一个方向（26，28）上具有周期性结构。
4. 如权利要求1-2之一所述的太阳能电池，其中所述聚合物层（10）的第一表面（32）和第二表面（34）基本上平行对准。
5. 如权利要求1-2之一所述的太阳能电池，还包括由透明导电氧化物（TCO）制成的顶层（16），其中所述顶层（16）具有上部第三表面（36），在工作状态，该第三表面比所述第一表面（32）更加靠近入射位置处的入射光（20）。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人于2019年04月12日提交了权利要求书的全文修改替换页，包括权利要求第1-5项。经审查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本复审请求审查决定所依据的文本为：复审请求人于2019年04月12日提交的权利要求第1-5项，于进入中国国家阶段日2014年08月07日提交的说明书附图图1-4、说明书摘要、摘要附图；于2014年08月07日提交的按照条约第28或41条修改的说明书第1-28段。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比具有区别技术特征，但该区别技术特征为本领域的公知常识，在最接近现有技术的对比文件的基础上结合上述公知常识获得该权利要求所要保护的技术方案是显而易见的，则该权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件和本领域公知常识的结合不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件为复审通知书中及驳回决定中所引用的对比文件1，即：
对比文件1：Three-dimensional nanopillar-array photovoltaics on low-cost and flexible substrates， Zhiyong Fan et al.，《nature materials》，vol 8；公开日为2009年07月05日。
1.权利要求1不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求1请求保护一种太阳能电池，对比文件1公开了一种太阳能电池，并具体公开了包括（参见648页左栏-653页左栏、附图1，5a-5f）：半导体纳米线的层（n-CdS），至少一个AAM层，并且所述AAM层具有第一表面和第二表面，其中所述半导体纳米线的层部分地嵌在所述AAM层中并从AAM层的第一表面中伸出，其中，在工作状态，第一表面比第二表面更加靠近入射位置处的入射光，并且其中第一表面的面积大于第二表面的面积；第一表面具有椭球形状；半导体纳米线层未弯曲前是平行状态（图5d），则弯曲后形成太阳能电池必然导致半导体纳米线的平均体积密度在接近第一表面处比在接近第二表面处更低（附图5a-5f）。对比文件1还公开了（651页左栏第2段-652页左栏、附图5）：还包括由金属铟形成的底层，其中所述底层与大部分半导体纳米线以及AMM层的第二表面接触。金属铟是具有较高反射率的金属，因此，对比文件1隐含公开了金属铟构成的底层可作为面向AMM的第二表面的光反射器，而由于其较高的反射率，必然能使得在从第一表面到底层的第一路径期间未被吸收的入射光不能离开太阳能电池。
权利要求1和对比文件1公开的内容相比，其区别技术特征在于：（1）p/n-掺杂的半导体纳米线，所述半导体纳米线包括轴向pn结；（2）所述p/n-掺杂的半导体纳米线的层部分地嵌在聚合物层中而不是AAM层。基于上述区别技术特征可以确定该权利要求所要解决的技术问题在于提高载流子效率并方便地固着纳米线以成为整体。
对于区别技术特征（1），对比文件1中已经公开了在半导体纳米线层（n-CdS）形成后再形成多晶的p-CdTe层构成pn结（参见649页，附图2a-2c），也即对比文件1给出了将先后沉积的两层选择不同掺杂以构成pn结的启示，在此基础上选择将纳米线进行PN掺杂以构成pn结是很容易想到的，形成轴向pn结的纳米线以提高载流子效率是本领域技术人员的公知常识。
对于区别技术特征（2），聚合物和AAM均是本领域常用的柔性的定型间质层，选择用聚合物替代AAM层用以作为嵌入纳米线从而方便地固着纳米线成为整体是本领域技术人员的常规选择，该选择并没有带来预料不到的技术效果，属于本领域公知常识。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求1的技术方案，对于本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
2、权利要求2不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求2对权利要求1作了进一步的限定。对比文件1公开了（651页左栏第2段-652页左栏、附图5a）：其中大部分掺杂的半导体纳米线在与第一表面基本上垂直的方向上对准。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性时，权利要求2也不具备创造性。
3、权利要求3不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求3对前述权利要求之一作了进一步的限定。对比文件1公开了（651页左栏第2段-652页左栏、附图5）：其中掺杂的半导体纳米线的层在至少一个方向上具有周期性结构。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求3也不具备创造性。
4、权利要求4不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求4对权利要求1-2之一作了进一步的限定。对比文件1公开了（651页左栏第2段-652页左栏、附图5）：其中所述聚合物层的第一表面和第二表面基本上平行对准。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求4也不具备创造性。
5、权利要求5不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求5对权利要求1-2之一作了进一步的限定。对比文件1公开了（649页右栏第1段）公开了进一步在结构的顶部形成透明导电氧化层构成导电接触（相当于顶部电极），而当在顶部设置透明导电氧化物电极时，电极必然具有一表面（即相当于上部第三表面），且该表面比所述第一表面更加靠近入射位置处的入射光。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求5不具备创造性。
（三）关于复审请求人的意见陈述
复审请求人认为：
（1）对比文件1已经公开了聚合物层，即两个PDMS层。但是，对比文件1没有采用聚合物层来支持CdS纳米柱而特别地采用AAM层。根据对比文件1的相关公开内容（参见对比文件1第649页第1栏第2段）可知，AAM正是对比文件1意图或追求使用的，因为对于对比文件1所公开的太阳能电池而言，AAM具有易于制膜和易于纳米结构的几何控制的优点。而且，AAM的使用对于获得如对比文件1所描述的3D太阳能纳米电池也是至关重要的。因此，基于对比文件1的公开内容，本领域技术人员并没有动机将对比文件1中的AAM替换为其它的组件或材料。
（2）对比文件1也没有公开权利要求1中的“其中所述底层（18）是面向所述聚合物层（10）的第二表面（34）的光反射器，使得在从所述第一表面（32）到所述底层（18）的第一路径期间未被吸收的入射光（20）不能离开所述太阳能电池”。根据对比文件1第649页第2栏第1段的描述，用于支撑AAM层的层结构是铝支撑基板。对比文件1没有公开“铝支撑基板是面向AAM层的第二表面的光反射器，使得在从所述第一表面到所述铝支撑基板的第一路径期间未被吸收的入射光不能离开所述太阳能电池”。利用权利要求1中所述的底层，可以进一步改善太阳能的光转换效率。
（3）对比文件2也没有公开权利要求1中的底层。虽然对比文件2提及了PDMS片，但是基于上述的理由，本领域技术人员在对比文件1的基础上，并没有动机用对比文件2中的PDMS替代对比文件1中的AAM层。
对此，合议组认为：
针对意见（1）：针对对比文件1所公开的太阳能电池而言，AAM具有易于制膜和易于纳米结构的几何控制的优点。虽然对比文件1公开的是AAM层而不是聚合物层，然而聚合物层和AAM层均是本领域常用的定型间质层，将纳米线嵌入聚合物层和AAM层中均是本领域惯用的方式，各自有各自的优缺点，通过AAM层形成的结构均一性好，便于几何控制，但是成本较高，而采用聚合物层成本较低流动性好便于操作，根据实际需求选择任何一种均是本领域技术人员的常规选择，如对成本要求低廉对几何控制要求不高则可替换选择聚合物层，这种选择并不存在技术障碍，且其效果也是能够预期的。
针对意见（2）：对比文件1已经公开了（651页左栏第2段-652页左栏、附图5）：还包括由金属铟形成的底层，其中所述底层与大部分半导体纳米线以及AMM层的第二表面接触。作为金属的固有物理性质，金属铟具有较高的反射率，因此，对比文件1隐含公开了金属铟构成的底层可作为面向AMM的第二表面的光反射器，而同时由于其较高的反射率，必然能使得在从第一表面到底层的第一路径期间未被吸收的入射光不能离开太阳能电池。因此，复审请求人所新增加的特征已经被对比文件1公开。
针对意见（3）：至于用对比文件2的PDMS片替换对比文件1的AAM层，在本申请的历次通知书中及本次通知书中均没有涉及对比文件1和对比文件2的结合，同时，复审通知书及本复审请求审查决定中均未再引用对比文件2，因而也就不存在用对比文件2的特征替代对比文件1的特征的问题。
综上，合议组对于复审请求人上述意见不予接受。
基于以上事实和理由，本案合议组依法作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年06月05日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本复审决定之日起3个月内向北京知识产权法院起诉。
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