Monokrystallinsk silisium refererer til den totale krystalliseringen av silisiummateriale til en enkeltkrystallform, og er for tiden et mye brukt fotovoltaisk kraftproduksjonsmateriale. Monokrystallinske silisiumsolceller er den mest modne teknologien innen silisiumbaserte solceller. Sammenlignet med polysilisium og amorfe silisiumsolceller er den fotoelektriske konverteringseffektiviteten den høyeste. Produksjonen av høyeffektive monokrystallinske silisiumceller er basert på monokrystallinske silisiummaterialer av høy kvalitet og moden prosesseringsteknologi.

Monokrystallinske silisiumsolceller bruker monokrystallinske silisiumstenger med en renhet på opptil 99,999 % som råmateriale, noe som også øker kostnadene og er vanskelig å bruke i stor skala. For å spare kostnader har materialkravene for dagens bruk av monokrystallinske silisiumsolceller blitt lempet på, og noen av dem bruker hode- og halematerialer bearbeidet av halvlederkomponenter og avfall fra monokrystallinske silisiummaterialer, eller er laget til monokrystallinske silisiumstenger for solceller. Teknologien med fresing av monokrystallinske silisiumskiver er et effektivt middel for å redusere lystap og forbedre batteriets effektivitet.

For å redusere produksjonskostnadene bruker solceller og andre bakkebaserte applikasjoner monokrystallinske silisiumstenger på solnivå, og materialytelsesindikatorene har blitt lempet. Noen kan også bruke hode- og halematerialer og avfallsmonokrystallinske silisiummaterialer bearbeidet av halvlederenheter for å lage monokrystallinske silisiumstenger for solceller. Den monokrystallinske silisiumstangen kuttes i skiver, vanligvis omtrent 0,3 mm tykke. Etter polering, rengjøring og andre prosesser blir silisiumskiven laget til råmateriale for silisiumskiver som skal bearbeides.

Behandling av solceller, først og fremst på silisiumskiven doping og diffusjon, den generelle dopingen for spormengder av bor, fosfor, antimon og så videre. Diffusjon utføres i en høytemperaturdiffusjonsovn laget av kvartsrør. Dette skaper en P > N-overgang på silisiumskiven. Deretter brukes silketrykkmetoden, den fine sølvpastaen trykkes på silisiumbrikken for å lage en rutenettlinje, og etter sintring lages bakelektroden, og overflaten med en rutenettlinje belegges med en refleksjonskilde for å forhindre at et stort antall fotoner reflekteres fra den glatte overflaten av silisiumbrikken.

Dermed lages et enkelt ark av en monokrystallinsk silisiumsolcelle. Etter tilfeldig inspeksjon kan det enkelte stykket settes sammen til en solcellemodul (solcellepanel) i henhold til de nødvendige spesifikasjonene, og en viss utgangsspenning og -strøm dannes ved hjelp av serie- og parallellmetoder. Til slutt brukes ramme og materiale til innkapsling. I henhold til systemdesignet kan brukeren sette sammen solcellemodulen til en rekke forskjellige størrelser solcellematriser, også kjent som solcellematriser. Den fotoelektriske konverteringseffektiviteten til monokrystallinske silisiumsolceller er omtrent 15 %, og laboratorieresultatene er mer enn 20 %.