Το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο αναφέρεται στη συνολική κρυστάλλωση υλικού πυριτίου σε μια ενιαία κρυσταλλική μορφή, χρησιμοποιείται ευρέως επί του παρόντος φωτοβολταϊκά υλικά παραγωγής ενέργειας, τα ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι η πιο ώριμη τεχνολογία σε ηλιακά κύτταρα με βάση το πυρίτιο, σε σχέση με τα ηλιακά κύτταρα πολυπυριτίου και άμορφου πυριτίου. Η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής του είναι η υψηλότερη.Η παραγωγή κυψελών μονοκρυσταλλικού πυριτίου υψηλής απόδοσης βασίζεται σε υψηλής ποιότητας υλικά μονοκρυσταλλικού πυριτίου και ώριμη τεχνολογία επεξεργασίας.

Τα ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου χρησιμοποιούν μονοκρυσταλλικές ράβδους πυριτίου με καθαρότητα έως και 99,999% ως πρώτες ύλες, γεγονός που επίσης αυξάνει το κόστος και είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα.Προκειμένου να εξοικονομηθεί κόστος, οι απαιτήσεις υλικών για την τρέχουσα εφαρμογή ηλιακών κυψελών μονοκρυσταλλικού πυριτίου έχουν χαλαρώσει και μερικά από αυτά χρησιμοποιούν υλικά κεφαλής και ουράς που επεξεργάζονται από συσκευές ημιαγωγών και απορρίμματα μονοκρυσταλλικών υλικών πυριτίου ή κατασκευάζονται σε ράβδους μονοκρυσταλλικού πυριτίου για ηλιακά κύτταρα.Η τεχνολογία άλεσης γκοφρέτας μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για τη μείωση της απώλειας φωτός και τη βελτίωση της απόδοσης της μπαταρίας.

Προκειμένου να μειωθεί το κόστος παραγωγής, τα ηλιακά κύτταρα και άλλες επίγειες εφαρμογές χρησιμοποιούν ράβδους μονοκρυσταλλικού πυριτίου σε ηλιακό επίπεδο και οι δείκτες απόδοσης του υλικού έχουν χαλαρώσει.Μερικοί μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν υλικά κεφαλής και ουράς και απόβλητα υλικά μονοκρυσταλλικού πυριτίου που υποβάλλονται σε επεξεργασία από συσκευές ημιαγωγών για την κατασκευή ράβδων μονοκρυσταλλικού πυριτίου για ηλιακά κύτταρα.Η μονοκρυσταλλική ράβδος πυριτίου κόβεται σε φέτες, γενικά πάχους περίπου 0,3 mm.Μετά το γυάλισμα, τον καθαρισμό και άλλες διεργασίες, η γκοφρέτα πυριτίου μετατρέπεται σε γκοφρέτα πυριτίου πρώτης ύλης προς επεξεργασία.

Επεξεργασία ηλιακών κυψελών, πρώτα απ 'όλα για το ντόπινγκ και τη διάχυση της γκοφρέτας πυριτίου, το γενικό ντόπινγκ για ίχνη βορίου, φωσφόρου, αντιμονίου και ούτω καθεξής.Η διάχυση πραγματοποιείται σε κλίβανο διάχυσης υψηλής θερμοκρασίας από σωλήνες χαλαζία.Αυτό δημιουργεί μια διασταύρωση P > N στη γκοφρέτα πυριτίου.Στη συνέχεια χρησιμοποιείται η μέθοδος μεταξοτυπίας, η λεπτή πάστα αργύρου τυπώνεται στο τσιπ πυριτίου για να σχηματιστεί μια γραμμή πλέγματος και μετά την πυροσυσσωμάτωση, γίνεται το πίσω ηλεκτρόδιο και η επιφάνεια με μια γραμμή πλέγματος επικαλύπτεται με μια πηγή ανάκλασης για να αποτραπεί μεγάλος αριθμός φωτονίων από την ανάκλαση από την λεία επιφάνεια του τσιπ πυριτίου.

Έτσι, κατασκευάζεται ένα μόνο φύλλο ηλιακού κυττάρου μονοκρυσταλλικού πυριτίου.Μετά από τυχαία επιθεώρηση, το μεμονωμένο κομμάτι μπορεί να συναρμολογηθεί σε μια μονάδα ηλιακής κυψέλης (ηλιακό πάνελ) σύμφωνα με τις απαιτούμενες προδιαγραφές και μια συγκεκριμένη τάση και ρεύμα εξόδου διαμορφώνεται με σειρές και παράλληλες μεθόδους.Τέλος, πλαίσιο και υλικό χρησιμοποιείται για την ενθυλάκωση.Σύμφωνα με το σχεδιασμό του συστήματος, ο χρήστης μπορεί να συνθέσει τη μονάδα ηλιακής κυψέλης σε μια ποικιλία διαφορετικών μεγεθών συστοιχίας ηλιακών κυψελών, γνωστή και ως διάταξη ηλιακών κυψελών.Η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής των ηλιακών κυψελών μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι περίπου 15%, και τα εργαστηριακά αποτελέσματα είναι περισσότερα από 20%.