由于外界條件的作用，價帶中的電子可躍遷到上面的空帶中去，價帶由滿帶變?yōu)椴粷M帶，空帶中有了電子稱為導(dǎo)帶。一種晶體的各個允許能帶有一定的寬度，能量高的能帶較寬，能量低的能帶較窄，每一個能帶里包含的能級數(shù)目等于晶體所包含的原胞數(shù)目。能帶理論成功地解釋了金屬、半導(dǎo)體和絕緣體之間的差別。

單晶硅主要應(yīng)用于太陽能電池。應(yīng)用早的是硅太陽能電池，其轉(zhuǎn)換效率高，技術(shù)為成熟，多用于光照時間少，光照強度小、勞動力成本高的區(qū)域，如航空航天領(lǐng)域等。通過采用不同的硅片加工及電池處理技術(shù)，國內(nèi)外各科研機構(gòu)和電池廠家都生產(chǎn)制備出了較率的單晶硅電池。

硅單晶制備，需要實現(xiàn)從多晶到單晶的轉(zhuǎn)變，即原子由液相的隨機排列直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜿嚵校刹粚ΨQ結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閷ΨQ結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)變不是整體效應(yīng)，而是通過固液界面的移動逐漸完成的，為實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化過程，多晶硅就要經(jīng)過固態(tài)硅到熔融態(tài)硅，再到固態(tài)晶體硅的轉(zhuǎn)變，這就是從熔融硅中生長單晶硅所要遵循的途徑。目前應(yīng)用廣泛的有兩種，坩堝直拉法和無坩堝懸浮區(qū)熔法，這兩種方法得到的單晶硅分別稱為CZ硅和FZ硅。

硅片制成的芯片是有名的“神算子”，有著驚人的運算能力。無論多么復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題、物理問題和工程問題，也無論計算的工作量有多大，工作人員只要通過計算機鍵盤把問題告訴它，并下達(dá)解題的思路和指令，計算機就能在極短的時間內(nèi)把答案告訴你。這樣，那些人工計算需要花費數(shù)年、數(shù)十年時間的問題，計算機可能只需要幾分鐘就可以解決。甚至有些人力無法計算出結(jié)果的問題，計算機也能很快告訴你答案。