El silici monocristal·lí fa referència a la cristal·lització general del material de silici en una forma de monocristall, actualment és un material de generació d'energia fotovoltaica àmpliament utilitzat, les cèl·lules solars de silici monocristal·lí són la tecnologia més madura en cèl·lules solars basades en silici, en relació amb les cèl·lules solars de polisilici i silici amorf, la seva eficiència de conversió fotoelèctrica és la més alta. La producció de cèl·lules de silici monocristal·lí d'alta eficiència es basa en materials de silici monocristal·lí d'alta qualitat i tecnologia de processament madura.

Les cèl·lules solars de silici monocristal·lí utilitzen barres de silici monocristal·lí amb una puresa de fins al 99,999% com a matèries primeres, cosa que també augmenta el cost i és difícil d'utilitzar a gran escala. Per tal d'estalviar costos, s'han relaxat els requisits de materials per a l'aplicació actual de cèl·lules solars de silici monocristal·lí, i algunes d'elles utilitzen els materials de cap i cua processats per dispositius semiconductors i materials de silici monocristal·lí residuals, o es converteixen en barres de silici monocristal·lí per a cèl·lules solars. La tecnologia de mòlta de oblies de silici monocristal·lí és un mitjà eficaç per reduir la pèrdua de llum i millorar l'eficiència de la bateria.

Per tal de reduir els costos de producció, les cèl·lules solars i altres aplicacions terrestres utilitzen barres de silici monocristal·lí a nivell solar, i els indicadors de rendiment del material s'han relaxat. Alguns també poden utilitzar els materials del cap i la cua i els materials de silici monocristal·lí de rebuig processats per dispositius semiconductors per fabricar barres de silici monocristal·lí per a cèl·lules solars. La barra de silici monocristal·lí es talla a rodanxes, generalment d'uns 0,3 mm de gruix. Després del poliment, la neteja i altres processos, la oblia de silici es converteix en oblia de silici de matèria primera per ser processada.

El processament de les cèl·lules solars, en primer lloc, es basa en el dopatge i la difusió de la làmina de silici, i en el dopatge general per a traces de bor, fòsfor, antimoni, etc. La difusió es duu a terme en un forn de difusió d'alta temperatura fet de tubs de quars. Això crea una unió P > N a la làmina de silici. A continuació, s'utilitza el mètode de serigrafia, s'imprimeix una pasta de plata fina al xip de silici per crear una línia de quadrícula i, després de la sinterització, es crea l'elèctrode posterior i la superfície amb una línia de quadrícula es recobreix amb una font de reflexió per evitar que un gran nombre de fotons es reflecteixin a la superfície llisa del xip de silici.

Així, es fabrica una sola làmina d'una cèl·lula solar de silici monocristal·lí. Després d'una inspecció aleatòria, la peça única es pot muntar en un mòdul de cèl·lula solar (panell solar) segons les especificacions requerides, i es forma una determinada tensió i corrent de sortida mitjançant mètodes en sèrie i paral·lel. Finalment, s'utilitza el marc i el material per a l'encapsulació. Segons el disseny del sistema, l'usuari pot compondre el mòdul de cèl·lules solars en una varietat de mides diferents de matriu de cèl·lules solars, també coneguda com a matriu de cèl·lules solars. L'eficiència de conversió fotoelèctrica de les cèl·lules solars de silici monocristal·lí és d'aproximadament el 15%, i els resultats de laboratori són superiors al 20%.