Silikon monokristalin mengacu pada kristalisasi keseluruhan bahan silikon menjadi bentuk kristal tunggal, saat ini banyak digunakan sebagai bahan pembangkit listrik fotovoltaik, sel surya silikon monokristalin adalah teknologi paling matang dalam sel surya berbasis silikon, relatif terhadap sel surya silikon polisilikon dan silikon amorf, efisiensi konversi fotolistriknya adalah yang tertinggi. Produksi sel silikon monokristalin efisiensi tinggi didasarkan pada bahan silikon monokristalin berkualitas tinggi dan teknologi pemrosesan yang matang.

Sel surya silikon monokristalin menggunakan batang silikon monokristalin dengan kemurnian hingga 99,999% sebagai bahan baku, yang juga meningkatkan biaya dan sulit digunakan dalam skala besar. Untuk menghemat biaya, persyaratan material untuk aplikasi sel surya silikon monokristalin saat ini telah dilonggarkan, dan beberapa di antaranya menggunakan bahan kepala dan ekor yang diproses oleh perangkat semikonduktor dan bahan silikon monokristalin limbah, atau dibuat menjadi batang silikon monokristalin untuk sel surya. Teknologi penggilingan wafer silikon monokristalin merupakan cara yang efektif untuk mengurangi kehilangan cahaya dan meningkatkan efisiensi baterai.

Untuk mengurangi biaya produksi, sel surya dan aplikasi berbasis darat lainnya menggunakan batang silikon monokristalin tingkat surya, dan indikator kinerja material telah dilonggarkan. Beberapa juga dapat menggunakan bahan kepala dan ekor serta bahan silikon monokristalin limbah yang diproses oleh perangkat semikonduktor untuk membuat batang silikon monokristalin untuk sel surya. Batang silikon monokristalin dipotong menjadi irisan, umumnya setebal sekitar 0,3 mm. Setelah dipoles, dibersihkan, dan proses lainnya, wafer silikon dibuat menjadi wafer silikon bahan baku untuk diproses.

Pengolahan sel surya, pertama-tama pada doping dan difusi wafer silikon, doping umum untuk sejumlah kecil boron, fosfor, antimon, dan sebagainya. Difusi dilakukan dalam tungku difusi suhu tinggi yang terbuat dari tabung kuarsa. Ini menciptakan sambungan P > N pada wafer silikon. Kemudian metode sablon digunakan, pasta perak halus dicetak pada chip silikon untuk membuat garis kisi, dan setelah sintering, elektroda belakang dibuat, dan permukaan dengan garis kisi dilapisi dengan sumber refleksi untuk mencegah sejumlah besar foton dipantulkan dari permukaan halus chip silikon.

Dengan demikian, selembar sel surya silikon monokristalin dibuat. Setelah pemeriksaan acak, potongan tunggal tersebut dapat dirakit menjadi modul sel surya (panel surya) sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan, dan tegangan serta arus keluaran tertentu dibentuk dengan metode seri dan paralel. Terakhir, rangka dan material digunakan untuk enkapsulasi. Menurut desain sistem, pengguna dapat menyusun modul sel surya menjadi berbagai ukuran susunan sel surya yang berbeda, yang juga dikenal sebagai susunan sel surya. Efisiensi konversi fotolistrik sel surya silikon monokristalin sekitar 15%, dan hasil laboratorium lebih dari 20%.