目前，光伏產(chǎn)業(yè)正處于歷史上最大的爆炸式成長期當(dāng)中。SolFocus公司的產(chǎn)品市場和戶外施工主管Bob MacDonald估計，目前每年對太陽能電池的需求增長已經(jīng)超過70％。

　　制約太陽能電池發(fā)展的主要瓶頸之一就是全球的多晶硅供應(yīng)量。超過90％的光伏市場使用硅晶圓作為啟動材料。當(dāng)光子入射到硅內(nèi)的結(jié)處，就會激發(fā)產(chǎn)生自由載流子，從而產(chǎn)生電流。對這些太陽能級晶圓的規(guī)格要求比IC級晶圓低；太陽能級晶圓能夠容忍較高程度的污染，而且可以是單晶或多晶硅。當(dāng)然，IC級和太陽能級晶圓都依賴于同樣的多晶硅原材料。

　　直到最近，多晶硅供應(yīng)商都主要集中在規(guī)模更大的IC市場，IC市場一直穩(wěn)定地推動硅材料的價格上揚。長期以來，太陽能電池制造商都在購買IC制造商的“邊角廢料”，即利用硅錠的末端部分、有缺陷的硅錠以及其它的廢料。

　　這種方式一直運作良好直到太陽能電池產(chǎn)業(yè)開始以每年超過20％的速率增長。Solarbuzz公司的市場分析人員發(fā)現(xiàn)，2005年多晶硅的合同價上漲了25％，雖然與此同時多晶硅的產(chǎn)量也增加了12％。

　　目前，硅材料是傳統(tǒng)太陽能電池板的成本構(gòu)成中最大的一塊：2005年每千克硅體材料的價格約為40
美元，而每平方米的電池板一般需要使用超過2.5千克的硅材料來產(chǎn)生約200W的電能。既然對太陽能電池供應(yīng)商和客戶而言，最關(guān)鍵的參數(shù)是每瓦特電量的成本，那么提升價值的最佳途徑之一就是從更少量的半導(dǎo)體中提取更多的電量。

　　與IC晶圓的制造一樣，在太陽能電池制造的晶圓切割和成形過程中也會損失大量的硅。只需要對電池設(shè)計做很小的改動，就能夠降低這種由切割損耗帶來的制造成本。這就是Evergreen Solar公司的“線帶”技術(shù)的基本思想。用兩根線從熔融硅材料中拉下一薄片硅。該硅薄片能夠直接用于下一步的制造，而無需進行傳統(tǒng)硅錠所要求的鋸切和成形工藝。

　　其它的方法利用修改的太陽能電池設(shè)計來減少所需的硅用量。如果只是簡單地使用更薄的晶圓或在玻璃上淀積硅，就會造成成本和效率目標(biāo)之間的沖突；然而，一個硅薄層允許更多的入射光簡單地穿透它而不會被吸收和產(chǎn)生電流。所以，介于兩者之間的一層多孔硅能夠用作反射體，以俘獲那些過去被白白浪費掉的光子。多孔硅層還可能有助于保護外延層，使其免受下方的冶金級晶圓的污染。但是IMEC的光伏項目主管Jef Poortmans認(rèn)為，需要進行更深入的研究來了解外延層是否保持足夠的清潔度。

　　一旦太陽能電池設(shè)計放棄體硅而采用薄膜層，那么關(guān)于使用硅的各種爭論就開始變得沒有意義了。雖然目前還存在供應(yīng)限制，但是體硅材料容易獲得，與其它的半導(dǎo)體相比也不貴，即便它并非產(chǎn)生光電流的最佳材料。此外，硅只能吸收太陽光譜中較小區(qū)域內(nèi)的光；它對紅外光的吸收最弱，但紅外光是太陽光輸出中最強的部分。

　　多結(jié)太陽能電池通過采用吸收范圍不同的材料來對更大范圍內(nèi)的太陽光譜加以利用。例如，SolFocus采用鍺襯底來吸收紅外光，并添加GaAs和InP層來吸收藍光和紫外光，以用于航空領(lǐng)域。

　　不幸的是，多結(jié)太陽能電池的價格是硅電池的兩倍。太空中是沒有辦法獲得化石燃料來產(chǎn)生電能的，但是太陽能電池在地面應(yīng)用的成本要求就嚴(yán)格得多。要想縮小太陽能電池板的尺寸很困難，但是通過使用透鏡來聚焦太陽光，集光器能夠降低給定電池板所需的半導(dǎo)體材料用量。SolFocus公司的多結(jié)太陽能電池能夠吸收的太陽光譜范圍是硅電池的兩倍，而集光器能夠聚焦太陽光使其強度增大約500倍。因此，只需硅電池板的半導(dǎo)體材料用量的1/1000就能夠獲得同樣多的電能。