Krzem monokrystaliczny odnosi się do ogólnej krystalizacji materiału krzemowego do postaci pojedynczego kryształu i jest obecnie szeroko stosowanymi materiałami fotowoltaicznymi do wytwarzania energii. Ogniwa słoneczne z krzemu monokrystalicznego są najbardziej dojrzałą technologią w ogniwach słonecznych na bazie krzemu w porównaniu z ogniwami słonecznymi z krzemu polikrzemowego i amorficznego, jego wydajność konwersji fotoelektrycznej jest najwyższa.Produkcja wysokowydajnych ogniw krzemowych monokrystalicznych opiera się na wysokiej jakości materiałach z krzemu monokrystalicznego i dojrzałej technologii przetwarzania.

W monokrystalicznych krzemowych ogniwach słonecznych jako surowiec wykorzystuje się monokrystaliczne pręty krzemowe o czystości do 99,999%, co również zwiększa koszty i jest trudne w zastosowaniu na dużą skalę.Aby obniżyć koszty, wymagania materiałowe dotyczące obecnego zastosowania ogniw słonecznych z krzemu monokrystalicznego zostały złagodzone, a w niektórych z nich wykorzystuje się materiały głowy i ogona przetworzone w urządzeniach półprzewodnikowych i odpady materiałów z krzemu monokrystalicznego lub są one przetwarzane w pręty z krzemu monokrystalicznego do celów ogniwa słoneczne.Technologia mielenia monokrystalicznych płytek krzemowych to skuteczny sposób na zmniejszenie strat światła i poprawę wydajności akumulatora.

Aby obniżyć koszty produkcji, w ogniwach słonecznych i innych zastosowaniach naziemnych wykorzystuje się monokrystaliczne pręty krzemowe na poziomie słonecznym, a wskaźniki wydajności materiałów zostały złagodzone.Niektórzy mogą również wykorzystywać materiały na główkę i ogon oraz odpady monokrystalicznych materiałów krzemowych przetwarzanych przez urządzenia półprzewodnikowe w celu wytworzenia prętów z monokrystalicznego krzemu do ogniw słonecznych.Pręt z monokrystalicznego krzemu tnie się na plasterki, zwykle o grubości około 0,3 mm.Po polerowaniu, czyszczeniu i innych procesach płytka krzemowa jest przetwarzana na surową płytkę krzemową do przetworzenia.

Przetwarzanie ogniw słonecznych, przede wszystkim domieszkowanie i dyfuzja płytek krzemowych, ogólne domieszkowanie śladowych ilości boru, fosforu, antymonu i tak dalej.Dyfuzja odbywa się w wysokotemperaturowym piecu dyfuzyjnym wykonanym z rurek kwarcowych.Tworzy to złącze P > N na płytce krzemowej.Następnie stosuje się metodę sitodruku, na chipie krzemowym drukuje się drobną srebrną pastę, aby utworzyć linię siatki, a po spiekaniu wykonuje się tylną elektrodę, a powierzchnię z linią siatki pokrywa się źródłem odbicia, aby zapobiec dużej liczby fotonów odbitych od gładkiej powierzchni krzemowego chipa.

W ten sposób powstaje pojedynczy arkusz monokrystalicznego krzemowego ogniwa słonecznego.Po losowej kontroli pojedynczy element można zmontować w moduł ogniwa słonecznego (panel słoneczny) zgodnie z wymaganymi specyfikacjami, a określone napięcie i prąd wyjściowy są formowane metodami szeregowymi i równoległymi.Na koniec rama i materiał są wykorzystywane do hermetyzacji.Zgodnie z projektem systemu użytkownik może złożyć moduł ogniw słonecznych w układ ogniw słonecznych o różnych rozmiarach, zwany także układem ogniw słonecznych.Sprawność konwersji fotoelektrycznej monokrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych wynosi około 15%, a wyniki laboratoryjne przekraczają 20%.