Monokrystalický křemík označuje celkovou krystalizaci křemíkového materiálu do monokrystalické formy. V současnosti se široce používá jako materiál pro výrobu fotovoltaické energie. Monokrystalické křemíkové solární články jsou nejvyspělejší technologií mezi solárními články na bázi křemíku. V porovnání s polykrystalickými a amorfními křemíkovými solárními články má nejvyšší účinnost fotoelektrické přeměny. Výroba vysoce účinných monokrystalických křemíkových článků je založena na vysoce kvalitních monokrystalických křemíkových materiálech a vyspělé technologii zpracování.

Monokrystalické křemíkové solární články používají jako surovinu monokrystalické křemíkové tyče s čistotou až 99,999 %, což také zvyšuje náklady a je obtížné je používat ve velkém měřítku. Za účelem úspory nákladů byly materiálové požadavky pro současné aplikace monokrystalických křemíkových solárních článků uvolněny a některé z nich používají materiály z hlav a patek zpracované polovodičovými součástkami a odpadní monokrystalické křemíkové materiály, nebo se z nich vyrábějí monokrystalické křemíkové tyče pro solární články. Technologie frézování monokrystalických křemíkových destiček je účinným prostředkem ke snížení ztrát světla a zlepšení účinnosti baterie.

Aby se snížily výrobní náklady, solární články a další pozemní aplikace používají monokrystalické křemíkové tyče na solární úrovni a ukazatele výkonnosti materiálu byly uvolněny. Některé mohou také použít materiály hlavice a ocasu a odpadní monokrystalické křemíkové materiály zpracované polovodičovými součástkami k výrobě monokrystalických křemíkových tyčí pro solární články. Monokrystalická křemíková tyč se nařeže na plátky, obvykle o tloušťce asi 0,3 mm. Po leštění, čištění a dalších procesech se křemíková destička zpracuje na surový křemíkový plátek ke zpracování.

Zpracování solárních článků, nejprve dopováním a difuzí křemíkových destiček, obecně dopováním stopových množství boru, fosforu, antimonu atd. Difuze se provádí ve vysokoteplotní difuzní peci vyrobené z křemenných trubic. Tím se na křemíkové destičce vytvoří přechod P > N. Poté se použije metoda sítotisku, jemná stříbrná pasta se nanese na křemíkový čip, čímž se vytvoří mřížka, a po slinování se vytvoří zadní elektroda a povrch s mřížkou se pokryje reflexním zdrojem, aby se zabránilo odrazu velkého množství fotonů od hladkého povrchu křemíkového čipu.

Takto se vyrobí jeden list monokrystalického křemíkového solárního článku. Po náhodné kontrole lze z jednoho kusu sestavit modul solárního článku (solární panel) podle požadovaných specifikací a sériovým a paralelním zapojením se vytvoří určité výstupní napětí a proud. Nakonec se pro zapouzdření použije rám a materiál. V závislosti na návrhu systému může uživatel sestavit modul solárního článku do pole solárních článků různých velikostí, známého také jako pole solárních článků. Účinnost fotoelektrické konverze monokrystalických křemíkových solárních článků je asi 15 % a laboratorní výsledky jsou více než 20 %.