Monokristallijn silicium verwijst naar de algehele kristallisatie van siliciummateriaal tot een enkele kristalvorm. Het is momenteel een veelgebruikt materiaal voor fotovoltaïsche energieopwekking. Monokristallijn silicium zonnecellen vormen de meest ontwikkelde technologie op het gebied van silicium zonnecellen. Vergeleken met polysilicium en amorf silicium zonnecellen is de foto-elektrische conversie-efficiëntie het hoogst. De productie van hoogrenderende monokristallijn siliciumcellen is gebaseerd op hoogwaardige monokristallijn siliciummaterialen en geavanceerde verwerkingstechnologie.

Monokristallijn silicium zonnecellen gebruiken monokristallijn siliciumstaven met een zuiverheid tot 99,999% als grondstof, wat de kosten verhoogt en moeilijk op grote schaal te gebruiken is. Om kosten te besparen, zijn de materiaaleisen voor de huidige toepassing van monokristallijn silicium zonnecellen versoepeld. Sommige cellen gebruiken de kop- en staartmaterialen die in halfgeleiders worden verwerkt en monokristallijn siliciumafval, of worden verwerkt tot monokristallijn siliciumstaven voor zonnecellen. De technologie van het frezen van monokristallijn silicium wafers is een effectief middel om lichtverlies te verminderen en de efficiëntie van de batterij te verbeteren.

Om de productiekosten te verlagen, gebruiken zonnecellen en andere toepassingen op de grond monokristallijne siliciumstaven op zonneniveau en zijn de materiaalprestatie-indicatoren versoepeld. Sommige toepassingen kunnen ook de kop- en staartmaterialen en het afval van monokristallijn silicium, die door halfgeleiders worden verwerkt, gebruiken om monokristallijne siliciumstaven voor zonnecellen te maken. De monokristallijne siliciumstaaf wordt in plakjes gesneden, meestal ongeveer 0,3 mm dik. Na polijsten, reinigen en andere processen wordt de siliciumwafer verwerkt tot een siliciumwafer die als grondstof wordt verwerkt.

De verwerking van zonnecellen vindt allereerst plaats op de siliciumwafer door doping en diffusie, waarbij sporen van boor, fosfor, antimoon, enzovoort, worden toegevoegd. Diffusie vindt plaats in een hogetemperatuurdiffusieoven van kwartsbuizen. Dit creëert een P > N-overgang op de siliciumwafer. Vervolgens wordt de zeefdrukmethode toegepast, waarbij de fijne zilverpasta op de siliciumchip wordt gedrukt om een ​​rasterlijn te vormen. Na het sinteren wordt de achterelektrode aangebracht en wordt het oppervlak met de rasterlijn bedekt met een reflectiebron om te voorkomen dat een groot aantal fotonen wordt gereflecteerd door het gladde oppervlak van de siliciumchip.

Zo wordt een enkele laag monokristallijne silicium zonnecellen gemaakt. Na steekproefsgewijze inspectie kan dit stuk worden geassembleerd tot een zonnecelmodule (zonnepaneel) volgens de vereiste specificaties, en worden een bepaalde uitgangsspanning en stroomsterkte bepaald door middel van serie- en parallelmethoden. Ten slotte worden het frame en het materiaal gebruikt voor de inkapseling. Afhankelijk van het systeemontwerp kan de gebruiker de zonnecelmodule samenstellen tot een reeks zonnecelarrays van verschillende groottes, ook wel zonnecelarrays genoemd. De foto-elektrische conversie-efficiëntie van monokristallijne silicium zonnecellen bedraagt ​​ongeveer 15% en de laboratoriumresultaten liggen boven de 20%.