Silicon đơn tinh thể đề cập đến sự kết tinh tổng thể của vật liệu silicon thành một dạng tinh thể duy nhất, hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các vật liệu phát điện quang điện, pin mặt trời silicon đơn tinh thể là công nghệ trưởng thành nhất trong pin mặt trời dựa trên silicon, so với pin mặt trời silicon đa tinh thể và vô định hình, hiệu suất chuyển đổi quang điện của nó là cao nhất.Việc sản xuất tế bào silicon đơn tinh thể hiệu quả cao dựa trên vật liệu silicon đơn tinh thể chất lượng cao và công nghệ xử lý hoàn thiện.

Pin mặt trời silicon đơn tinh thể sử dụng các thanh silicon đơn tinh thể có độ tinh khiết lên tới 99,999% làm nguyên liệu thô, điều này cũng làm tăng giá thành và khó sử dụng trên quy mô lớn.Để tiết kiệm chi phí, các yêu cầu vật liệu cho ứng dụng pin mặt trời silicon đơn tinh thể hiện nay đã được nới lỏng và một số trong số chúng sử dụng vật liệu đầu và đuôi được xử lý bởi các thiết bị bán dẫn và vật liệu silicon đơn tinh thể thải, hoặc được chế tạo thành thanh silicon đơn tinh thể cho pin mặt trời.Công nghệ nghiền wafer silicon đơn tinh thể là một phương pháp hiệu quả để giảm tổn thất ánh sáng và nâng cao hiệu suất của pin.

Để giảm chi phí sản xuất, pin mặt trời và các ứng dụng trên mặt đất khác sử dụng thanh silicon đơn tinh thể ở mức năng lượng mặt trời và các chỉ số hiệu suất vật liệu đã được nới lỏng.Một số cũng có thể sử dụng vật liệu đầu và đuôi và phế thải vật liệu silicon đơn tinh thể được xử lý bằng các thiết bị bán dẫn để tạo ra các thanh silicon đơn tinh thể cho pin mặt trời.Thanh silicon đơn tinh thể được cắt thành lát, thường dày khoảng 0,3 mm.Sau khi đánh bóng, làm sạch và các quá trình khác, tấm wafer silicon được chế tạo thành tấm wafer silicon nguyên liệu thô để xử lý.

Xử lý pin mặt trời, trước hết là pha tạp và khuếch tán tấm wafer silicon, pha tạp chung cho một lượng nhỏ boron, phốt pho, antimon, v.v.Quá trình khuếch tán được thực hiện trong lò khuếch tán nhiệt độ cao làm bằng ống thạch anh.Điều này tạo ra một điểm nối P > N trên tấm bán dẫn silicon.Sau đó, phương pháp in lụa được sử dụng, miếng dán bạc mịn được in trên chip silicon để tạo thành một đường lưới, và sau khi thiêu kết, điện cực phía sau được tạo ra và bề mặt có đường lưới được phủ một nguồn phản xạ để ngăn chặn lượng lớn photon bị phản xạ khỏi bề mặt nhẵn của chip silicon.

Do đó, một tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể đã được tạo ra.Sau khi kiểm tra ngẫu nhiên, mảnh đơn lẻ có thể được lắp ráp thành mô-đun pin mặt trời (tấm năng lượng mặt trời) theo các thông số kỹ thuật cần thiết, và một điện áp và dòng điện đầu ra nhất định được hình thành bằng phương pháp nối tiếp và song song.Cuối cùng, khung và vật liệu được sử dụng để đóng gói.Theo thiết kế hệ thống, người dùng có thể kết hợp mô-đun pin mặt trời thành nhiều mảng pin mặt trời có kích thước khác nhau, còn được gọi là mảng pin mặt trời.Hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời silicon đơn tinh thể là khoảng 15% và kết quả trong phòng thí nghiệm là hơn 20%.