O silício monocristalino refere-se à cristalização total do material de silício em uma forma de cristal único. Atualmente, é amplamente utilizado como material de geração de energia fotovoltaica. As células solares de silício monocristalino são a tecnologia mais madura em células solares à base de silício, em comparação com as células solares de polissilício e silício amorfo, e sua eficiência de conversão fotoelétrica é a mais alta. A produção de células de silício monocristalino de alta eficiência baseia-se em materiais de silício monocristalino de alta qualidade e em tecnologia de processamento avançada.

As células solares de silício monocristalino utilizam barras de silício monocristalino com pureza de até 99,999% como matéria-prima, o que também aumenta o custo e dificulta o uso em larga escala. Para reduzir custos, os requisitos de material para a aplicação atual de células solares de silício monocristalino foram flexibilizados, e algumas delas utilizam os materiais da cabeça e da cauda processados ​​por dispositivos semicondutores e resíduos de silício monocristalino, ou são transformadas em barras de silício monocristalino para células solares. A tecnologia de moagem de wafers de silício monocristalino é um meio eficaz para reduzir a perda de luz e melhorar a eficiência da bateria.

Para reduzir os custos de produção, células solares e outras aplicações terrestres utilizam barras de silício monocristalino de nível solar, e os indicadores de desempenho do material foram flexibilizados. Alguns também podem utilizar os materiais da cabeça e da cauda e resíduos de silício monocristalino processados ​​por dispositivos semicondutores para fabricar barras de silício monocristalino para células solares. A barra de silício monocristalino é cortada em fatias, geralmente com cerca de 0,3 mm de espessura. Após polimento, limpeza e outros processos, a pastilha de silício é transformada em matéria-prima para processamento.

O processamento de células solares se baseia, principalmente, na dopagem e difusão da pastilha de silício, a dopagem geral para traços de boro, fósforo, antimônio e outros. A difusão é realizada em um forno de difusão de alta temperatura feito de tubos de quartzo. Isso cria uma junção P > N na pastilha de silício. Em seguida, utiliza-se o método de serigrafia, onde a fina pasta de prata é impressa no chip de silício para formar uma linha de grade e, após a sinterização, o eletrodo posterior é formado. A superfície com a linha de grade é revestida com uma fonte de reflexão para evitar que um grande número de fótons seja refletido na superfície lisa do chip de silício.

Assim, uma única folha de uma célula solar de silício monocristalino é produzida. Após inspeção aleatória, a peça única pode ser montada em um módulo de célula solar (painel solar) de acordo com as especificações necessárias, e uma determinada tensão e corrente de saída são geradas por métodos em série e paralelo. Por fim, a estrutura e o material são utilizados para o encapsulamento. De acordo com o projeto do sistema, o usuário pode compor o módulo de célula solar em uma variedade de tamanhos de matrizes de células solares, também conhecidas como matrizes de células solares. A eficiência de conversão fotoelétrica das células solares de silício monocristalino é de cerca de 15%, e os resultados de laboratório são superiores a 20%.