単結晶シリコンとは、シリコン材料全体が単結晶の形に結晶化したものを指し、現在太陽光発電材料として広く使用されています。単結晶シリコン太陽電池は、ポリシリコンやアモルファスシリコン太陽電池と比較して、シリコンベースの太陽電池の中で最も成熟した技術です。光電変換効率が最も高い。高効率の単結晶シリコン電池の製造は、高品質の単結晶シリコン材料と成熟した加工技術に基づいています。

単結晶シリコン太陽電池は、純度99.999％までの単結晶シリコン棒を原料として使用するため、コストも高くなり、大規模な使用が困難です。現在の単結晶シリコン太陽電池は、コスト削減のため材料要件が緩和されており、半導体デバイスで加工されたヘッド・テール材料や廃単結晶シリコン材料を利用したり、単結晶シリコン棒として再利用したりしているものもあります。太陽電池。単結晶シリコンウェーハのミリング技術は、光損失を低減し、バッテリーの効率を向上させる効果的な手段です。

生産コストを削減するために、太陽電池やその他の地上用途では太陽レベルの単結晶シリコン棒が使用され、材料性能指標が緩和されています。半導体デバイスによって処理されたヘッドおよびテール材料および廃単結晶シリコン材料を使用して、太陽電池用の単結晶シリコンロッドを製造できるものもあります。単結晶シリコンロッドは、一般に厚さ約０．３ｍｍのスライスに切断される。シリコンウェーハは、研磨、洗浄等の工程を経て、加工用の原料シリコンウェーハとなる。

太陽電池の加工では、まずシリコンウェーハ上にドーピングと拡散を行い、微量のホウ素、リン、アンチモンなどを一般的にドーピングします。拡散は石英管製の高温拡散炉で行われます。これにより、シリコンウェーハ上に P > N 接合が作成されます。次に、スクリーン印刷法を使用して、シリコンチップ上に微細な銀ペーストを印刷してグリッドラインを作成し、焼結後に背面電極を作成し、グリッドラインのある表面に反射源をコーティングして、反射を防止します。シリコンチップの滑らかな表面から反射される多数の光子。

このようにして、１枚の単結晶シリコン太陽電池が作製される。抜き取り検査の後、要求される仕様に従って単一のピースを太陽電池モジュール（ソーラーパネル）に組み立てることができ、直列および並列方式により一定の出力電圧および出力電流が形成されます。最後に、フレームとマテリアルを使用してカプセル化します。システム設計に従って、ユーザーは太陽電池モジュールをさまざまなサイズの太陽電池アレイ (太陽電池アレイとも呼ばれる) に構成できます。単結晶シリコン太陽電池の光電変換効率は約 15% ですが、実験室の結果では 20% 以上です。