單晶硅太陽能電池是當前開發得最快的一種太陽能電池，它的構造和生產工藝已定型，產品已廣泛用於空間和地面。這種太陽能電池以高純的單晶硅棒為原料。為了降低生產成本，現在地面應用的太陽能電池等采用太陽能級的單晶硅棒，材料性能指標有所放寬。有的也可使用半導體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經過復拉制成太陽能電池專用的單晶硅棒。
將單晶硅棒切成片，一般片厚約0.3毫米。硅片經過拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太陽能電池片，首先要在硅片上摻雜和擴散，一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴散是在石英管制成的高溫擴散爐中進行。這樣就硅片上形成p>n結。然後采用絲網印刷法，精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經過燒結，同時制成背電極，並在有柵線的面塗覆減反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此，單晶硅太陽能電池的單體片就制成了。單體片經過抽查檢驗，即可按所需要的規格組裝成太陽能電池組件（太陽能電池板），用串聯和並聯的方法構成一定的輸出電壓和電流。最後用框架和材料進行封裝。用戶根據系統設計，可將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽能電池方陣，亦稱太陽能電池陣列。目前單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15％左右，實驗室成果也有20％以上的
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