سیلیکون تک‌بلوری به تبلور کلی ماده سیلیکونی به یک شکل تک‌بلوری اشاره دارد که در حال حاضر به طور گسترده در مواد تولید انرژی فتوولتائیک استفاده می‌شود. سلول‌های خورشیدی سیلیکون تک‌بلوری، بالغ‌ترین فناوری در سلول‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون هستند که نسبت به سلول‌های خورشیدی پلی‌سیلیکون و سیلیکون آمورف، بالاترین راندمان تبدیل فوتوالکتریک را دارند. تولید سلول‌های سیلیکونی تک‌بلوری با راندمان بالا بر اساس مواد سیلیکونی تک‌بلوری با کیفیت بالا و فناوری پردازش بالغ انجام می‌شود.

سلول‌های خورشیدی سیلیکونی تک‌بلوری از میله‌های سیلیکونی تک‌بلوری با خلوص تا ۹۹.۹۹۹٪ به عنوان مواد اولیه استفاده می‌کنند که این امر نیز هزینه را افزایش می‌دهد و استفاده از آن را در مقیاس بزرگ دشوار می‌کند. به منظور صرفه‌جویی در هزینه‌ها، الزامات مواد برای کاربرد فعلی سلول‌های خورشیدی سیلیکونی تک‌بلوری کاهش یافته است و برخی از آنها از مواد سر و دم پردازش شده توسط دستگاه‌های نیمه‌هادی و مواد سیلیکونی تک‌بلوری ضایعاتی استفاده می‌کنند یا به میله‌های سیلیکونی تک‌بلوری برای سلول‌های خورشیدی تبدیل می‌شوند. فناوری فرزکاری ویفر سیلیکونی تک‌بلوری وسیله‌ای مؤثر برای کاهش اتلاف نور و بهبود راندمان باتری است.

به منظور کاهش هزینه‌های تولید، سلول‌های خورشیدی و سایر کاربردهای زمینی از میله‌های سیلیکونی تک‌بلوری در سطح خورشیدی استفاده می‌کنند و شاخص‌های عملکرد مواد تعدیل شده‌اند. برخی نیز می‌توانند از مواد سر و دم و مواد سیلیکونی تک‌بلوری ضایعاتی که توسط دستگاه‌های نیمه‌هادی پردازش می‌شوند، برای ساخت میله‌های سیلیکونی تک‌بلوری برای سلول‌های خورشیدی استفاده کنند. میله سیلیکونی تک‌بلوری به برش‌هایی، عموماً حدود 0.3 میلی‌متر ضخامت، برش داده می‌شود. پس از صیقل دادن، تمیز کردن و سایر فرآیندها، ویفر سیلیکونی به ویفر سیلیکونی خام برای پردازش تبدیل می‌شود.

پردازش سلول‌های خورشیدی، اول از همه روی آلایش و انتشار ویفر سیلیکونی، آلایش عمومی برای مقادیر ناچیز بور، فسفر، آنتیموان و غیره. انتشار در یک کوره انتشار با دمای بالا ساخته شده از لوله‌های کوارتز انجام می‌شود. این کار یک اتصال P > N روی ویفر سیلیکونی ایجاد می‌کند. سپس از روش چاپ صفحه‌ای استفاده می‌شود، خمیر نقره ریز روی تراشه سیلیکونی چاپ می‌شود تا یک خط شبکه ایجاد شود و پس از پخت، الکترود پشتی ساخته می‌شود و سطح دارای خط شبکه با یک منبع بازتاب پوشانده می‌شود تا از بازتاب تعداد زیادی فوتون از سطح صاف تراشه سیلیکونی جلوگیری شود.

بنابراین، یک ورق واحد از یک سلول خورشیدی سیلیکونی تک‌بلوری ساخته می‌شود. پس از بازرسی تصادفی، می‌توان این قطعه واحد را طبق مشخصات مورد نیاز به یک ماژول سلول خورشیدی (پنل خورشیدی) مونتاژ کرد و ولتاژ و جریان خروجی مشخصی را با روش‌های سری و موازی تشکیل داد. در نهایت، از قاب و مواد برای کپسوله‌سازی استفاده می‌شود. طبق طراحی سیستم، کاربر می‌تواند ماژول سلول خورشیدی را به آرایه‌های سلول خورشیدی با اندازه‌های مختلف، که به عنوان آرایه سلول خورشیدی نیز شناخته می‌شوند، تبدیل کند. راندمان تبدیل فوتوالکتریک سلول‌های خورشیدی سیلیکونی تک‌بلوری حدود ۱۵٪ است و نتایج آزمایشگاهی بیش از ۲۰٪ است.