單晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在凝固時(shí)硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來(lái)便結(jié)晶成單晶硅。

兩個(gè)相鄰允帶之間的區(qū)域稱(chēng)為禁帶。能級(jí)被電子占滿的能帶稱(chēng)為滿帶。能級(jí)全空著，沒(méi)有電子占據(jù)的能帶稱(chēng)為空帶。被價(jià)電子占有的允帶稱(chēng)為價(jià)帶。由一個(gè)禁帶隔開(kāi)的兩個(gè)鄰近允帶之間的小能量差稱(chēng)為能隙。通常用價(jià)電子占據(jù)的滿帶及其上面的空帶討論物質(zhì)導(dǎo)電情況。

太陽(yáng)能電池用單晶硅片，一般有兩種形狀，一種是圓形，另一種是方形。以圓形硅片為例，其加工工藝流程為：?jiǎn)尉t取出單晶-檢查重量、量直徑和其他表觀特征-切割分段-測(cè)試-清洗-外圓研磨-檢測(cè)分檔-切片-倒角-清洗-磨片-清洗-檢驗(yàn)-測(cè)厚分類(lèi)-化學(xué)腐蝕-測(cè)厚檢驗(yàn)-拋光-清洗-再拋光-清洗-電性能測(cè)-檢驗(yàn)-包裝-儲(chǔ)存。

在米粒大的硅片上，已能集成16萬(wàn)個(gè)晶體管，這是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的又一個(gè)里程碑。

地殼中含量達(dá)25.8%的硅元素，為單晶硅的生產(chǎn)提供了取之不盡的源泉。由于硅元素是地殼中儲(chǔ)量豐富的元素之一，對(duì)太陽(yáng)能電池這樣注定要進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)（mass market）的產(chǎn)品而言，儲(chǔ)量的優(yōu)勢(shì)也是硅成為光伏主要材料的原因之一。