סיליקון מונו-גבישי מתייחס להתגבשות הכוללת של חומר סיליקון לצורת גביש יחידה, נמצא כיום בשימוש נרחב בחומרי ייצור חשמל פוטו-וולטאיים, תאים סולריים סיליקון חד-גבישיים הם הטכנולוגיה הבוגרת ביותר בתאים סולאריים מבוססי סיליקון, ביחס לתאים סולאריים מפוליסיליקון וסיליקון אמורפי, יעילות ההמרה הפוטואלקטרית שלו היא הגבוהה ביותר.הייצור של תאי סיליקון חד-גבישיים ביעילות גבוהה מבוסס על חומרי סיליקון חד-גבישיים באיכות גבוהה וטכנולוגיית עיבוד בוגרת.

בתאים סולריים סיליקון חד גבישי משתמשים במוטות סיליקון חד גבישיים בטוהר של עד 99.999% כחומרי גלם, מה שגם מייקר את העלות וקשה לשימוש בקנה מידה גדול.על מנת לחסוך בעלויות, הוקלו דרישות החומר ליישום הנוכחי של תאים סולאריים סיליקון חד גבישי, וחלקם משתמשים בחומרי הראש והזנב המעובדים על ידי התקני מוליכים למחצה ופסולת חומרי סיליקון חד גבישיים, או מיוצרים למוטות סיליקון חד גבישיים עבור תאים סולאריים.הטכנולוגיה של כרסום פרוסות סיליקון חד גבישי היא אמצעי יעיל להפחתת אובדן האור ולשיפור יעילות הסוללה.

על מנת להפחית את עלויות הייצור, תאים סולאריים ויישומים מבוססי קרקע אחרים משתמשים במוטות סיליקון חד-גבישיים ברמת השמש, ומחווני הביצועים של החומר הורפו.חלקם יכולים גם להשתמש בחומרי הראש והזנב ולבזבז חומרי סיליקון חד גבישי המעובדים על ידי מכשירים מוליכים למחצה לייצור מוטות סיליקון חד גבישיים עבור תאים סולאריים.מוט הסיליקון החד-גבישי נחתך לפרוסות, בדרך כלל בעובי של כ-0.3 מ"מ.לאחר ליטוש, ניקוי ותהליכים אחרים, פרוסת הסיליקון הופכת לחומר גלם פרוסות סיליקון לעיבוד.

עיבוד תאים סולאריים, קודם כל בסימום ודיפוזיה של פרוסות הסיליקון, הסימום הכללי לכמויות עקבות של בורון, זרחן, אנטימון וכן הלאה.הדיפוזיה מתבצעת בתנור דיפוזיה בטמפרטורה גבוהה העשוי מצינורות קוורץ.זה יוצר צומת P > N על רקיקת הסיליקון.לאחר מכן נעשה שימוש בשיטת הדפסת המסך, משחת הכסף העדינה מודפסת על שבב הסיליקון ליצירת קו רשת, ולאחר סינטרה, מייצרים את האלקטרודה האחורית, והמשטח עם קו רשת מצופה במקור השתקפות כדי למנוע מספר רב של פוטונים משתקפים מהמשטח החלק של שבב הסיליקון.

כך נוצרת יריעה אחת של תא סולרי סיליקון חד גבישי.לאחר בדיקה אקראית, ניתן להרכיב את החלק הבודד למודול תא סולארי (פאנל סולארי) לפי המפרטים הנדרשים, ונוצרים מתח פלט וזרם מסוימים בשיטות סדרתיות ומקבילות.לבסוף, מסגרת וחומר משמשים לעטיפה.על פי תכנון המערכת, המשתמש יכול להרכיב את מודול התאים הסולאריים למגוון גדלים שונים של מערך תאים סולאריים, המכונה גם מערך תאים סולאריים.יעילות ההמרה הפוטואלקטרית של תאים סולאריים סיליקון חד גבישי היא כ-15%, ותוצאות המעבדה הן יותר מ-20%.