O silicio monocristalino refírese á cristalización xeral do material de silicio nunha forma monocristalina, actualmente é un material de xeración de enerxía fotovoltaica amplamente utilizado. As células solares de silicio monocristalino son a tecnoloxía máis madura en células solares baseadas en silicio, en relación coas células solares de polisilicio e silicio amorfo, a súa eficiencia de conversión fotoeléctrica é a máis alta. A produción de células de silicio monocristalino de alta eficiencia baséase en materiais de silicio monocristalino de alta calidade e tecnoloxía de procesamento madura.

As células solares de silicio monocristalino empregan como materia prima varillas de silicio monocristalino cunha pureza de ata o 99,999 %, o que tamén aumenta o custo e dificulta o seu uso a grande escala. Para aforrar custos, relaxáronse os requisitos de materiais para a aplicación actual das células solares de silicio monocristalino, e algunhas delas empregan os materiais de cabeza e cola procesados ​​por dispositivos semicondutores e materiais de silicio monocristalino residual, ou ben convértense en varillas de silicio monocristalino para células solares. A tecnoloxía de moenda de obleas de silicio monocristalino é un medio eficaz para reducir a perda de luz e mellorar a eficiencia da batería.

Para reducir os custos de produción, as células solares e outras aplicacións terrestres empregan varillas de silicio monocristalino a nivel solar, e os indicadores de rendemento dos materiais foron relaxados. Algúns tamén poden usar os materiais da cabeza e a cola e os materiais de silicio monocristalino de refugallo procesados ​​por dispositivos semicondutores para fabricar varillas de silicio monocristalino para células solares. A varilla de silicio monocristalino córtase en rodajas, xeralmente duns 0,3 mm de grosor. Despois do pulido, a limpeza e outros procesos, a oblea de silicio convértese en oblea de silicio de materia prima para ser procesada.

O procesamento das células solares consiste, en primeiro lugar, no dopado e difusión da oblea de silicio, o dopado xeral para obter trazas de boro, fósforo, antimonio, etc. A difusión realízase nun forno de difusión a alta temperatura feito con tubos de cuarzo. Isto crea unha unión P > N na oblea de silicio. Despois, utilízase o método de serigrafía, imprímese a pasta de prata fina no chip de silicio para formar unha liña de cuadrícula e, despois da sinterización, faise o eléctrodo traseiro e a superficie cunha liña de cuadrícula cóbrese cunha fonte de reflexión para evitar que un gran número de fotóns se reflictan na superficie lisa do chip de silicio.

Deste xeito, fabrícase unha única lámina dunha célula solar de silicio monocristalino. Tras unha inspección aleatoria, a peza única pódese montar nun módulo de célula solar (panel solar) segundo as especificacións requiridas, e fórmanse unha determinada tensión e corrente de saída mediante métodos en serie e paralelo. Finalmente, utilízase a estrutura e o material para o encapsulado. Segundo o deseño do sistema, o usuario pode compoñer o módulo de célula solar nunha variedade de diferentes tamaños de matriz de células solares, tamén coñecida como matriz de células solares. A eficiencia de conversión fotoeléctrica das células solares de silicio monocristalino é de aproximadamente o 15 %, e os resultados de laboratorio son superiores ao 20 %.