基于本章和第3章的讨论，我们能够确定一些用于降低电池成本、提高电池性能的关键研究方向。某些研究方向会逐步提升现今最高水平的电池性能，其他方向需要对当前技术进行革命性改革。比如，我们可以进一步优化制造工艺，以提高产能以及电池和组件的效率和寿命，这些手段都有助于降低组件成本。以下概括了在本章和第3章中已经讨论过的研究方向。值得强调的是，如在2.2节中所讨论的，任何新开发的用于提升太阳电池转换效率的技术必须是经济有效的。

1）基于溶液法制造硫族化合物电池：这主要是降低无机太阳电池的成本，同时保持高效率。溶液法制造硅太阳电池十分困难，但是对于离子键型半导体如硫族化合物还是具有潜力的。电池的光吸收层、透明导电氧化物层和金属电极都可能用溶液法沉积。

2）光学损失最小化：包括采用高性价比的技术来制造绒面多晶硅。采用其他减反射材料，比如二氧化钛，它的折射率更适合于玻璃和硅之间，而且可以在空气下用溶液法制造；针对薄膜太阳电池更高透光率更低方块电阻的透明导电氧化物。

3）复合损耗最小化：这个包括制造低缺陷态密度的半导体材料，可以通过优化生长条件、更纯的原材料，以及大晶粒尺寸的多晶材料。还有一种方法是对已有缺陷的钝化，比如高性价比的表面和晶界钝化技术。另外电池和组件制造工艺中引入的沾污和缺陷要减到最少。

4）降低电阻损耗：通过提高高宽比或金属层的致密度，降低主栅线和细栅线的电阻率，这个可能需要研究新的金属化技术比如电镀。通过降低肖特基势垒高度能有效地降低金属半导体的接触电阻，这个需要有效地去除表面态。另外，创新的电池结构可能可以绕开常规电池设计上的矛盾。

5）降低材料、能量消耗以及二氧化碳的排放：在电弧炉反应中每生成1kg的硅会产生7kg的二氧化碳，需要研究低碳排放的工艺。研发高性价比的从冶金级硅到6N太阳能级硅的提纯法，将会对太阳电池产业产生重大的影响。研发快速且低材料损耗的切割技术，以取代现有切割技术。(www.daowen.com)

在电池和组件制造中还有一个能显著降低晶体硅太阳电池系统安装成本的关键性的重要问题，也就是说降低电池和组件效率的分散性或效率均一化。在现有制造工艺中，电池和组件效率的分散性是很大的。比如同一根硅锭以及相同工艺条件制造的多晶硅太阳电池的效率会在10%～18%之间变化，这会导致组件制造和系统安装中产生严重问题。所有的电池和组件效率必须都被单独测试和分类。无论是串联还是并联方式，只有相近效率的电池才能被组装成组件，从而降低不匹配损耗，并且只有相近效率的组件才能安装成系统。太阳能发电系统的设计需要容纳组件效率的大范围变化，即输出功率的大范围变化。因此相同输出功率的系统对应的组件数量可能是不同的，导致安装每个系统需要定制对应的硬件。当系统中的某个组件失效时，我们不可能随意找到一个取代组件，往往需要花费很多时间才能找到一个相近效率和尺寸的组件，否则系统的效率将会显著下降。

如果电池绝对效率的绝对值分散性能降低到±1%或±0.5%，生产中电池和组件效率的测试和分类步骤可以取消。组件制造将会更容易，我们可以随意选择电池组装组件，因为所有电池都是匹配的。系统的设计以及安装也会很容易，我们可以随意选择组件连接进系统，因为所有组件都是匹配的。电池和组件效率均匀性可以从晶体硅太阳电池组件的行业标准化做起，所有组件必须采用同一尺寸和额定功率。随着组件的标准化，制造工艺和设备的标准化也将会成为现实。所有这些将会导致晶体硅太阳电池系统成本的显著下降。

效率均匀化的关键是在电池和组件制造过程中保持片与片之间的一致性。最关键的步骤是发射极扩散，其次是前电极的金属化。硅片形成发射极后，表面掺杂浓度以及结深受扩散工艺比如温度、掺杂源浓度影响。在结附近的复合损耗正比于结深度。结的方块电阻与表面掺杂浓度及结深有关。前电极的接触电阻与表面扩散浓度有很大关系。所有这些参数对电池效率都有显著影响。片与片之间较一致的表面掺杂浓度以及结深可以采用传送带式扩散炉取代管式扩散炉实现。这是因为在传送带式扩散炉中，每片硅片经历相同的温度历程以及掺杂源浓度。精确控制栅线的高度和宽度可使得片与片之间前电极电阻值的一致化。此外，减反射层厚度的一致化也可使得片与片之间减反射性能的一致化。

在线检测对于降低电池效率差别是不可或缺的。它在现在的电池和组件制造过程中却被忽略了，但对检测和控制工艺参数被动时是必需的。在线检测的一大挑战是为了配合太阳电池产能，单位时间处理硅片的数量需要超过1000片/h。非接触式方法比如光学和电磁技术在所需产能和性价比条件下是不错的选择。