Monokristalni silicij se nanaša na celotno kristalizacijo silicijevega materiala v eno kristalno obliko, je trenutno široko uporabljen fotovoltaični material za proizvodnjo električne energije, monokristalne silicijeve sončne celice so najbolj zrela tehnologija v sončnih celicah na osnovi silicija v primerjavi s polisilicijevimi in amorfnimi silicijevimi sončnimi celicami, njegova učinkovitost fotoelektrične pretvorbe je najvišja.Proizvodnja visoko učinkovitih monokristalnih silicijevih celic temelji na visokokakovostnih monokristalnih silicijevih materialih in zreli tehnologiji obdelave.

Sončne celice iz monokristalnega silicija kot surovine uporabljajo palice iz monokristalnega silicija s čistostjo do 99,999%, kar prav tako poveča stroške in jih je težko uporabljati v velikem obsegu.Da bi prihranili stroške, so bile zahteve glede materialov za trenutno uporabo monokristalnih silicijevih sončnih celic sproščene in nekatere od njih uporabljajo materiale glave in repa, obdelane s polprevodniškimi napravami in odpadnimi monokristalnimi silicijevimi materiali, ali pa so izdelane v monokristalne silicijeve palice za sončne celice.Tehnologija mletja rezin iz monokristalnega silicija je učinkovito sredstvo za zmanjšanje izgube svetlobe in izboljšanje učinkovitosti baterije.

Da bi zmanjšali proizvodne stroške, sončne celice in druge zemeljske aplikacije uporabljajo monokristalne silicijeve palice na sončni ravni, kazalniki učinkovitosti materiala pa so bili sproščeni.Nekateri lahko za izdelavo monokristalnih silicijevih palic za sončne celice uporabijo tudi materiale glave in repa ter odpadne monokristalne silicijeve materiale, obdelane s polprevodniškimi napravami.Palica iz monokristalnega silicija je razrezana na rezine, običajno debele približno 0,3 mm.Po poliranju, čiščenju in drugih postopkih se iz silicijeve rezine oblikuje silicijeva rezina iz surovine, ki se predela.

Obdelava sončnih celic, najprej na silicijevih rezin doping in difuzijo, splošno doping za sledove bora, fosforja, antimona in tako naprej.Difuzijo izvajamo v visokotemperaturni difuzijski peči iz kremenčevih cevi.To ustvari spoj P > N na silicijevi rezini.Nato se uporabi metoda sitotiska, fina srebrna pasta se natisne na silicijev čip, da se naredi mrežna črta, po sintranju pa se izdela zadnja elektroda, površina z mrežno črto pa se prevleče z virom refleksije, da se prepreči velikega števila fotonov, ki se odbijejo od gladke površine silicijevega čipa.

Tako je izdelana ena plošča monokristalne silicijeve sončne celice.Po naključnem pregledu se lahko posamezen kos sestavi v modul sončne celice (sončni panel) v skladu z zahtevanimi specifikacijami, določena izhodna napetost in tok pa se oblikujeta z zaporednimi in vzporednimi metodami.Končno se okvir in material uporabita za kapsulacijo.Glede na zasnovo sistema lahko uporabnik sestavi modul sončne celice v niz različnih velikosti sončnih celic, znan tudi kot niz sončnih celic.Učinkovitost fotoelektrične pretvorbe sončnih celic iz monokristalnega silicija je približno 15 %, laboratorijski rezultati pa več kot 20 %.