Solarzellen aus mono(ein-)kristallinem Silizium weisen mit 15 bis 18 Prozent den höchsten Wirkungsgrad auf, sind aber im Vergleich zu polykristallinen Zellen teurer.

Monokristallines Silizium  wird in einem relativ aufwendigen Verfahren aus einer hochreinen Siliziumschmelze gewonnen. Die aus der Siliziumschmelze gezogenen Stangen werden in quadratische oder semiquadratische Form gebracht oder rund belassen. Anschließend werden sie in dünne Scheiben (Wafer) von etwa 250-350 µm Dicke zersägt.

Ihre Produktion ist allerdings aufgrund hoher Materialverluste und relativ aufwändiger Prozesse teuer. Sofern sie nicht entspiegelt sind, erkennt man monokristalline Siliziumzellen an ihrer schwarzen Farbe.

Eine Alternative ist das in der Herstellung preiswertere polykristalline Silizium , dessen Wirkungsgrad aber geringer ist.