早在1980年代，美國德州儀器(TI)公司即率先以球狀矽的概念，展開太陽電池技術的研發，惜至今日並未量產。日本多家廠商追隨其後，利用新的概念與思維，踏出球狀矽太陽電池的研發之路，如今並將陸續邁向量產階段。目前參與其中的廠商包括有光電半導體廠商Kyosemi、太陽電池廠商Kyocera、2000年左右才加入太陽電池事業的Fujipream，以及2001年度受託於NEDO計畫而展開球狀矽太陽電池研發的Clean Venture 21。其中，如何將光電轉換效率提升到與結晶矽太陽電池等同甚或更高，將會是其制勝的關鍵，而這些就端賴於球狀矽在直徑與基板上的構裝方法，及其聚光構造的設計。
量產在即Clean Venture 21公司已於2007年10月開始量產外形尺寸為15cm×5cm的單顆微球狀多晶矽太陽電池(Cell)，年產規模為1MW。該球狀矽太陽電池(圖一)的光電轉換效率達11.7％，若組裝為太陽電池模組，則光電轉換效率約是10％。該公司計劃在數年之後，擴大產能達5～6MW/年。
該計劃量產的微球狀多晶矽太陽電池屬於「固定式聚光型太陽電池」，製造方法如下。首先，溶解粉末狀的多晶矽，利用專用裝置，採滴下方式使之形成球狀矽，繼而在該球狀矽表面近旁完成pn接合的製作。然後，將此球狀矽置入於邊端形狀為六角形的半球狀容器的中央。接下來，在容器的表面做鏡面加工，使之成為反射板，讓所入射的太陽光，能在極佳效率之下聚集於球狀矽。反射板由Al製塗佈Ag而製成，兼具負電極功能。球狀矽的直徑約1mm、半球狀容器的直徑是2.2～2.7mm。將多數個半球狀容器構裝於15cm×5cm的基板中，就能製作出太陽電池，其基本構造如圖二所示。
該公司不僅開發出球狀矽滴下形成速度達540個/秒的技術，也致力於研發絕緣層與電極的形成方法，以及電極的接續方法，終使其可靠度大幅提升。據該公司表示，今後的課題是要讓光電轉換效率早日提高到16%左右，並開發出能達到1500個/秒的球狀矽高速滴下的設備，若能順利實現，那麼15cm見方大小的太陽電池僅需10秒的時間就能製作完成。
據該公司表示，量產中的該球狀矽太陽電池，是在京都廠以月產1MW的目標展開生產，預定於2008年上市，預估單價約在240日圓左右。2008年下半年則會在京都附近另覓12000m2的土地，興建具備兩條月產2MW的生產線的新廠。
圖一 固定式聚光型球狀矽太陽電池的 20倍擴大模型 (來源：EE Times)
圖二 固定式聚光型球狀矽太陽電池的 基本構造 (來源：CV21 Project Note)
圖三、Sphelar球狀矽的基本構造 (來源：Kyosemi)
圖四、以Sphelar製作的聚光型球矽太陽電池模組(來源：Kyosemi)
圖五 配搭有Sphelar的無電源無線光資訊通訊系統(來源：Kyosemi)
產品應用多元化Kyosemi公司於1998年在北海道成立無重力利用研究所，在利用自由落體的無重力環境下，展開球狀半導體的實驗，並著手研發球狀矽太陽電池。Kyosemi研發出來的球狀矽太陽電池，命名為「Sphelar」，其基本構造如圖三所示。該球狀矽是約在1430℃的高溫中，經熔融並從14m的高度滴下而製作出來的。由於滴下過程中為約1.5秒的無重力環境，矽會自然固化為直徑1～1.8mm的球狀矽。該球狀矽經配置正負電極就能成為Sphelar單電池，單電池不需配線，經組裝就能成為聚光型球狀矽太陽電池模組，如圖四所示。經10個發電量為0.5V的球狀矽太陽電池的串聯接續，就能獲得5V的電力。Sphelar與板狀太陽電池最大的不同就在Sphelar具有三次元的受光特性，能捕捉住來自任何方向的光，不僅是直射光，就連反射光、散光都能充分利用；不論陽光如何移動，Sphelar模組依然能充分而穩定地發電。
據該公司表示，由於球狀矽可以低成本製造，目前產能可達到月產200萬個左右的規模，未來課題是要建立大量而廉價的生產體制，並針對應用層面拓展更廣泛的適用領域。目前該公司開發有一種稱之為SphelarVoiceTM的應用產品，它是一種將從紅外線LED模組所發出的紅外光，以配搭有Sphelar球狀矽太陽電池的耳機型或卡片型的終端機來接收，並同時一併進行發電，無需電源或電池即可將音聲訊號以光做傳輸的無線光資訊通訊系統。產品應用例，如圖五所示。特別是可偵測紫外線是否過量的紫外線偵測器，即將在今年內推出商品化銷售。
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