提升多晶硅的生產(chǎn)率主要是依靠改變硅錠的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖1和2分別是路線圖所展示的單晶硅和多晶硅硅錠的質(zhì)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。

根據(jù)規(guī)模經(jīng)濟(jì)理論，設(shè)備的生產(chǎn)能力需要通過(guò)提升良率和生產(chǎn)線的產(chǎn)出率得以實(shí)現(xiàn)，從而降低勞動(dòng)力成本和生產(chǎn)每個(gè)產(chǎn)品的平均設(shè)備成本。通過(guò)觀察硅錠生長(zhǎng)制造工藝，硅片切片以及硅片清洗可以明顯的看出該趨勢(shì)。到2020年，多晶硅和單晶硅硅錠的生長(zhǎng)將比2010年分別增加45%和20%（見(jiàn)圖3）。線鋸產(chǎn)出將在如圖4所示的時(shí)間內(nèi)增加50%。

圖5說(shuō)明，到2020年，電池生產(chǎn)中的機(jī)械良率損失將下降至1%以下。這也包括了更薄的硅片的引入。

設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)間是基于SEMI標(biāo)準(zhǔn)E10，這也是優(yōu)化生產(chǎn)線的另一個(gè)重要因素。為了使正常運(yùn)行時(shí)間如圖6所示大于96%，需要對(duì)金屬化工藝進(jìn)行優(yōu)化。

降低每片電池的設(shè)備成本的方法是增加系統(tǒng)的產(chǎn)出率。為了與電池生產(chǎn)線的產(chǎn)出率相匹配，前段（化學(xué)和熱工藝）與后段（金屬化與分選）需要具有相同的產(chǎn)能。表1是在同步的前段和后段工藝下，我們所預(yù)計(jì)的產(chǎn)出率數(shù)值。2015年轉(zhuǎn)向更先進(jìn)的金屬化技術(shù)將彌補(bǔ)目前的差距。有必要對(duì)新設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，從而減少折舊并降低勞動(dòng)力成本。

圖7是由制造技術(shù)和設(shè)備所帶動(dòng)的新電池fab每MWp的投資降低趨勢(shì)。該數(shù)據(jù)是基于參與調(diào)查的電池制造公司所提供的數(shù)據(jù)。

該估計(jì)的基礎(chǔ)是當(dāng)下電池的概念，增加的工藝步驟極其有限。圖8是組件制造的預(yù)計(jì)良率。數(shù)據(jù)說(shuō)明了除了正在進(jìn)行的硅片減薄和新線鋸技術(shù)之外的持續(xù)技術(shù)改進(jìn)。為了在2015年之后在<150μm的電池上獲得>99.3%的良率，需要改善互連技術(shù)和消除應(yīng)力的支持結(jié)構(gòu)。在2015年之前需要在量產(chǎn)中采用無(wú)鉛焊接，并引入無(wú)鉛電池金屬化技術(shù)。

為了減少占地面積，組件制造設(shè)備需要占有更小的面積（見(jiàn)圖9）并具有更高的產(chǎn)出率。更高的產(chǎn)出率需要結(jié)合持續(xù)的進(jìn)步以及新的技術(shù)發(fā)展，尤其是互聯(lián)技術(shù)和封裝工藝。這就需要新的封裝材料和更短的工藝時(shí)間。預(yù)計(jì)到2015年，互聯(lián)技術(shù)將有很大的發(fā)展，背接觸電池概念將被引進(jìn)。
隨著組件制造設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)間和產(chǎn)出率將增加（見(jiàn)圖10），相應(yīng)的操作工數(shù)量將減少。

 
工藝——技術(shù)
除了制造參數(shù)外，轉(zhuǎn)化效率也預(yù)計(jì)會(huì)得以提升。下面將重點(diǎn)介紹實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn)的工藝參數(shù)。從電池制造的角度看，反應(yīng)需求的一個(gè)必要的要求是總厚度變化（TTV）的減小。硅片的TTV應(yīng)該在沒(méi)有任何多余成本的條件下不超過(guò)總厚度的10%（見(jiàn)圖11）。

如圖12所示，另一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的參數(shù)是kerf loss。隨著硅片厚度的減薄，kerf loss也必須隨之減小以實(shí)現(xiàn)硅消耗量的顯著下降。隨著寶石線鋸工藝的引入， 該目標(biāo)將得以實(shí)現(xiàn)。

光伏電池正面和背面以及多晶硅材料的再?gòu)?fù)合損失必須減小。描述再?gòu)?fù)合損失的一個(gè)辦法是再?gòu)?fù)合電流J0bulk、J0front、J0rear，它們分別描述的是塊狀材料、電池正面和背面的再?gòu)?fù)合損失。圖13是所有再?gòu)?fù)合電流的降低趨勢(shì)。

再?gòu)?fù)合電流可以測(cè)量，也可以從IV曲線中獲得，前提是J0已知。鋁背場(chǎng)（BSF）的電池的背面再?gòu)?fù)合電流的值無(wú)法低于200fA/cm²。另外背面的反射率也需要改善。業(yè)界已經(jīng)引入了更好的鈍化工藝，同時(shí)也需要具有優(yōu)化CoO的工藝設(shè)備。J0bulk的降低是由多晶硅工藝的進(jìn)步帶來(lái)的。準(zhǔn)單晶材料的引入明顯的改善了J0bulk。背面鈍化工藝也將引入。

從電池組件獲得盡可能大的功率是非常關(guān)鍵的。描述該性能的參數(shù)是組件-電池功率比，定義為組件功率/(電池功率x 電池?cái)?shù)目)。如圖14所示，對(duì)于多晶硅電池來(lái)說(shuō)，該比率為98%，單晶硅為96%。2013年，預(yù)計(jì)該比率將增長(zhǎng)1%，這主要是由于AR玻璃的引入。從2015年開(kāi)始，新的互連技術(shù)和封裝材料將使該比率進(jìn)一步提升1%。