过去的五年内，光伏产业以极其惊人的速度建立起了巨大的生产能力，其中主要是“交钥匙型”的生产线。为了应对下一波的投资热潮，极有必要准备新的IP。一种方法是联合光伏制造公司、设备制造公司和研发机构组成合作团队。通过联合各方的力量，光伏产业的参与者将为美好的未来做好准备。

    光伏产业的经济挑战

    目前光伏市场基本上都是晶体硅太阳能电池（占据90%以上的市场份额），这种格局将会至少持续十年。不过，为了确保这种持续增长，我们将面临多个经济挑战。

    1）晶体硅太阳能电池将面临价格竞争，因为新的薄膜技术的出现。即使这些薄膜技术都面临长期的稳定性问题，它们的出现仍毫无疑问地在中短期内对晶体硅太阳能电池的价格形成压力，有业内人士预计在未来3-5年，价格将会下降30-40%。

    2）过去，在已有的太阳能生产线上引进工艺改良是一个相对缓慢的过程，尤其与微电子领域的快速技术革新相比。由于已有的光伏产业参与者的数量增加，以及从微电子领域转过来的新参与者具有强大的半导体工艺背景和快速应用新工艺的能力，新技术的采用将肯定会加速。因为资金实力的增强，光伏相关设备的开发也较易成功；而传统的半导体设备公司的加入更是加强了这种趋势。这些设备制造商纷纷进入光伏领域的原因，除了此领域具有扩张的空间外，微电子领域激烈的竞争引发合并潮而只给少数大公司留有空间，也使得一些较小的企业转到光伏领域来。

    3）前十年的强劲增长，以及后十年的预期增长，是由于一些国家，如日本和德国，采取了特殊的政策。尤其是德国所创造的“电网回购价格”（Feed-in Tariffs）系统造就了光伏产业巨大的繁荣。不过也可预见，在未来几年，这些政府将会以比起初规划更快的速度削减电网回购价格。因此，相比原先的估计，光伏公司将被迫以更快的速度降低其目标成本。

    以技术手段降低成本

    为了在上述的经济变化中保持竞争力，光伏产业可采用不同的策略来降低晶体硅太阳能电池的成本。

    1）为了面对（临时的）多晶硅缺货瓶颈，以及为了降低成本，一个试图减少“每单位峰值功率所需纯硅”的计划正在雄心勃勃地开展。考虑到无论是否使用更薄的硅片都不想牺牲太阳能电池转换率，这个计划的确有挑战，需要对晶体硅太阳能电池工艺做大量的改变。一个 基本的趋势是，要达到在降低一半硅材料的同时将效率提高约25%的目标（即将工业上的晶体硅太阳能电池转换率从16%提高到20%以上）。

    2）晶体硅成本并非是唯一的需要降低的成本。特别是在金属化方面，成本预计也可以有显著的改变。用更低成本的方案来代替铝浆料(paste)，或代替银接触孔是很重要的，后者对长期稳定性尤为重要，因为银的稳定性问题在光伏市场达到每年几万兆瓦后会尤其突出。

    3）制造成本的降低需要大家联合行动。无论衬底厚度减薄与否，可以通过将硅片尺寸从156mm增大到210mm来实现制造成本的降低，扩充设备和提高设备效率也是有效的途径。工厂的规模将增长10到20倍，从目前的50MW/年到1GW/年的规模。长期而言，垂直集成上游（多晶硅原料的生产、结晶化和切割硅片）和下游（模块、模块和逆变器的集成）以降低成本到所希望的“市电同价”(grid parity)水平，甚至更低。（因为长期看，市电同价还不够，光伏需要比一般发电厂的电力成本更有竞争力。）

    减少每单位峰值功率所需的硅

    一个降低硅太阳能电池成本的重要努力是减少每单位峰值功率所需的硅。目前主流的生产方式是在180微米厚的硅片上做出太阳能电池单元并组装成模块。今天大部分光伏厂没有相应的设备来处理薄得多的电池单元，不过在实验室里已经证明可以做出转换率超过20%，厚度只有50微米的太阳能电池单元。采用先进的硅片传送（如采用临时载体片），基于硅片的工艺应可做出40微米厚的电池单元。很有可能单元的处理步骤会逐渐集成进模块组装线中。

    为了在如此薄的硅片上达到转换效率的目标，需要将PERL（passivated emitter, rear locally diffused）方式的钝化处理和Inter-digitated反面(back-side)接触孔（i-BC）引入工业处理流程（i-PERL，i2-BC）。我们预计PERL概念将先行进入市场，因为对今天的正面（front-side）接触孔的单元制造线来说这是顺理成章的下一步。然而，长远上看，反面的单元将获重要的市场份额，甚至有可能超过正面的单元。

    外延太阳能电池单元是一种新的方案，在低成本的、夹有一层多孔硅反射层的硅载体片.