Silic đơn tinh thể là quá trình kết tinh tổng thể của vật liệu silic thành dạng tinh thể đơn, hiện đang được sử dụng rộng rãi trong vật liệu phát điện quang điện, pin mặt trời silic đơn tinh thể là công nghệ trưởng thành nhất trong pin mặt trời dựa trên silic, so với pin mặt trời polysilicon và silic vô định hình, hiệu suất chuyển đổi quang điện của nó là cao nhất. Việc sản xuất pin silic đơn tinh thể hiệu suất cao dựa trên vật liệu silic đơn tinh thể chất lượng cao và công nghệ xử lý trưởng thành.

Pin mặt trời silicon đơn tinh thể sử dụng thanh silicon đơn tinh thể có độ tinh khiết lên đến 99,999% làm nguyên liệu thô, điều này cũng làm tăng chi phí và khó sử dụng trên quy mô lớn. Để tiết kiệm chi phí, các yêu cầu về vật liệu cho ứng dụng hiện tại của pin mặt trời silicon đơn tinh thể 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 phay wafer silicon đơn tinh thể là một biện 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 cấp 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 vật liệu silicon đơn tinh thể thải được xử lý bởi các thiết bị bán dẫn để làm thanh silicon đơn tinh thể cho pin mặt trời. Thanh silicon đơn tinh thể được cắt thành từng lát, thường dày khoảng 0,3 mm. Sau khi đánh bóng, làm sạch và các quy trình khác, tấm silicon được chế tạo thành tấm silicon nguyên liệu thô để xử lý.

Xử lý pin mặt trời, trước hết là pha tạp và khuếch tán trên 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 mối nối P> N trên wafer silicon. Sau đó, phương pháp in lưới được sử dụng, bột bạc mịn được in trên chip silicon để tạo thành đường lưới và sau khi thiêu kết, điện cực sau được tạo ra và bề mặt có đường lưới được phủ một nguồn phản xạ để ngăn không cho một số lượng lớn photon bị phản xạ khỏi bề mặt nhẵn của chip silicon.

Như vậy, một tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể được tạo ra. Sau khi kiểm tra ngẫu nhiên, một mảnh duy nhất có thể được lắp ráp thành một mô-đun pin mặt trời (tấm pin 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 các 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 tạo thành mô-đun pin mặt trời thành nhiều kích thước khác nhau của mảng pin mặt trời, 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%.