Монокристалният силиций се отнася до цялостната кристализация на силициевия материал в единична кристална форма, в момента е широко използван фотоволтаичен материал за генериране на енергия, монокристалните силициеви слънчеви клетки са най-зрялата технология в базираните на силиций слънчеви клетки, в сравнение с полисилициевите и аморфните силициеви слънчеви клетки, неговата ефективност на фотоелектрическо преобразуване е най-висока.Производството на високоефективни монокристални силициеви клетки се основава на висококачествени монокристални силициеви материали и зряла технология за обработка.

Монокристалните силициеви слънчеви клетки използват монокристални силициеви пръти с чистота до 99,999% като суровини, което също увеличава цената и е трудно за използване в голям мащаб.За да се спестят разходи, материалните изисквания за текущото приложение на монокристални силициеви слънчеви клетки са облекчени и някои от тях използват материали от главата и опашката, обработени от полупроводникови устройства и отпадъчни монокристални силициеви материали, или са направени в монокристални силициеви пръти за слънчеви клетки.Технологията на смилане на монокристална силициева пластина е ефективно средство за намаляване на загубата на светлина и подобряване на ефективността на батерията.

За да се намалят производствените разходи, слънчевите клетки и други наземни приложения използват монокристални силициеви пръти на слънчево ниво, а показателите за ефективност на материала са облекчени.Някои могат също да използват материали от главата и опашката и отпадъчни материали от монокристален силиций, обработени от полупроводникови устройства, за да направят монокристални силициеви пръти за слънчеви клетки.Монокристалният силициев прът се нарязва на резени, обикновено с дебелина около 0,3 mm.След полиране, почистване и други процеси, силиконовата пластина се превръща в силиконова пластина от суров материал, която да бъде обработена.

Обработка на слънчеви клетки, на първо място върху легирането и дифузията на силициевата пластина, общото легиране за следи от бор, фосфор, антимон и т.н.Дифузията се извършва във високотемпературна дифузионна пещ, изработена от кварцови тръби.Това създава P > N преход върху силиконовата пластина.След това се използва методът на ситопечат, фината сребърна паста се отпечатва върху силициевия чип, за да се направи решетъчна линия и след синтероване се прави задният електрод и повърхността с решетъчна линия се покрива с източник на отражение, за да се предотврати голям брой фотони да не бъдат отразени от гладката повърхност на силициевия чип.

По този начин се прави един лист от монокристална силициева слънчева клетка.След произволна проверка, единичната част може да бъде сглобена в модул за слънчева клетка (соларен панел) според изискваните спецификации и определено изходно напрежение и ток се формират чрез последователни и паралелни методи.Накрая се използват рамка и материал за капсулиране.Според дизайна на системата, потребителят може да композира модула на слънчевата клетка в различни по размери масиви от слънчеви клетки, известни също като масиви от слънчеви клетки.Ефективността на фотоелектричното преобразуване на монокристалните силициеви слънчеви клетки е около 15%, а лабораторните резултати са повече от 20%.