Monokristalinis silicis reiškia bendrą silicio medžiagos kristalizaciją į monokristalinę formą, šiuo metu plačiai naudojamos fotovoltinės energijos gamybos medžiagos, monokristaliniai silicio saulės elementai yra labiausiai išsivysčiusi silicio pagrindu pagamintų saulės elementų technologija, palyginti su polikristalinio silicio ir amorfinio silicio saulės elementais, jų fotoelektrinio konversijos efektyvumas yra didžiausias. Didelio efektyvumo monokristalinių silicio elementų gamyba pagrįsta aukštos kokybės monokristalinio silicio medžiagomis ir brandžia apdorojimo technologija.

Monokristalinio silicio saulės elementuose kaip žaliava naudojami iki 99,999 % grynumo monokristaliniai silicio strypai, o tai taip pat padidina kainą ir yra sudėtinga naudoti dideliu mastu. Siekiant sutaupyti lėšų, dabartiniam monokristalinio silicio saulės elementų pritaikymui keliami medžiagų reikalavimai buvo sušvelninti, o kai kuriuose iš jų naudojamos puslaidininkinių įtaisų ir monokristalinio silicio atliekų apdorotos galvutės ir uodegos medžiagos arba iš jų gaminami monokristaliniai silicio strypai saulės elementams. Monokristalinio silicio plokštelių frezavimo technologija yra veiksminga priemonė sumažinti šviesos nuostolius ir pagerinti akumuliatoriaus efektyvumą.

Siekiant sumažinti gamybos sąnaudas, saulės elementuose ir kitose antžeminėse sistemose naudojami saulės lygio monokristaliniai silicio strypai, o medžiagų eksploataciniai rodikliai buvo sušvelninti. Kai kurie gali naudoti ir puslaidininkinių įtaisų apdorotas galvutės ir uodegos medžiagas bei monokristalinio silicio atliekas, kad pagamintų monokristalinius silicio strypus saulės elementams. Monokristalinis silicio strypas supjaustomas maždaug 0,3 mm storio griežinėliais. Po poliravimo, valymo ir kitų procesų silicio plokštelė paverčiama žaliava silicio plokštelei, kuri bus perdirbta.

Saulės elementų apdorojimas, visų pirma, silicio plokštelės legiravimas ir difuzija, bendras legiravimas, siekiant gauti pėdsakų boro, fosforo, stibio ir kt. Difuzija atliekama aukštos temperatūros difuzijos krosnyje, pagamintoje iš kvarcinių vamzdelių. Taip silicio plokštelėje sukuriama P > N sandūra. Tada naudojamas šilkografijos metodas, ant silicio mikroschemos spausdinama smulki sidabro pasta, kad būtų suformuota tinklelio linija, o po sukepinimo pagaminamas galinis elektrodas, o paviršius su tinklelio linija padengiamas atspindžio šaltiniu, kad didelis fotonų skaičius neatsispindėtų nuo lygaus silicio mikroschemos paviršiaus.

Taigi, pagaminamas vienas monokristalinio silicio saulės elemento lakštas. Atlikus atsitiktinę apžiūrą, iš vienos dalies pagal reikiamas specifikacijas galima surinkti saulės elemento modulį (saulės plokštę), o nuosekliuoju ir lygiagrečiuoju jungimu suformuojama tam tikra išėjimo įtampa ir srovė. Galiausiai, korpusas ir medžiaga naudojami hermetizavimui. Pagal sistemos projektą, vartotojas gali sudaryti saulės elemento modulį į įvairių dydžių saulės elementų masyvus, dar vadinamus saulės elementų masyvais. Monokristalinio silicio saulės elementų fotoelektrinės konversijos efektyvumas yra apie 15 %, o laboratorinių tyrimų rezultatai – daugiau nei 20 %.