Monokristalliline räni viitab ränimaterjali üldisele kristalliseerumisele ühe kristallvormi, praegu kasutatakse laialdaselt fotogalvaanilise energiatootmise materjale, monokristallilised räni päikeserakud on ränipõhistes päikesepatareides kõige küpsemad tehnoloogiad, võrreldes polüsilikooni ja amorfsete räniliste päikeserakkude, võrreldes. Selle fotoelektrilise muundamise efektiivsus on kõrgeim. Kõrge efektiivsusega monokristalliliste ränirakkude tootmine põhineb kvaliteetsetel monokristallilistel ränimaterjalidel ja küpsel töötlemise tehnoloogial.

Monokristallilised räni päikeserakud kasutavad monokristallilisi ränivardasid puhtusega kuni 99,99% toorainena, mis suurendab ka kulusid ja mida on raske kasutada. Kulude säästmiseks on materiaalsed nõuded monokristalliliste räni päikeserakkude praegusele rakendusele lõdvestunud ning mõned neist kasutavad pea- ja sabamaterjale, mida töödeldakse pooljuhtide seadmetele ja jäätmetele monokristallilisi ränimaterjale või on valmistatud monokristallilisteks ränivarrasteks Päikeserakud. Monokristallilise räni vahvli jahvatamise tehnoloogia on tõhus vahend valguse kadu vähendamiseks ja aku tõhususe parandamiseks.

Tootmiskulude vähendamiseks kasutavad päikeseelemendid ja muud maapealsed rakendused päikesetasemel monokristallilisi ränivardasid ja materjali jõudlusnäitajad on lõdvestunud. Mõni saab kasutada ka pea- ja sabamaterjale ning pooljuhtide seadmete töödeldud monokristallilisi ränimaterjale, et valmistada päikeseelementide monokristalseid ränivardasid. Monokristalliline ränivarras lõigatakse viiludeks, tavaliselt umbes 0,3 mm paksuseks. Pärast poleerimist, puhastamist ja muid protsesse valmistatakse räni vahvel töötlemiseks tooraineks räni vahvliks.

Päikeserakkude töötlemine, kõigepealt räni vahvli dopingu ja difusiooni, boori, fosfori, antimonite ja nii edasi. Difusioon viiakse läbi kõrge temperatuuriga difusiooniahjus, mis on valmistatud kvarttorudest. See loob räni vahvlil p> n ristmiku. Seejärel kasutatakse ekraaniprintimismeetodit, peen hõbedane pasta trükitakse räni kiibile, et teha ruudustik, ja pärast paagutamist tehakse tagumine elektrood ja ruudustikus olev pind on kaetud peegeldusallikaga, et vältida a Suur arv footoneid peegeldub räni kiibi siledast pinnast.

Seega tehakse üksik monokristallilise räni päikeseelemendi leht. Pärast juhuslikku kontrollimist saab ühe tüki kokku panna päikeseelementide moodulisse (päikesepaneel) vastavalt nõutavatele spetsifikatsioonidele ning teatud väljundpinge ja vool moodustatakse seeriate ja paralleelsete meetodite abil. Lõpuks kasutatakse kapseldamiseks raami ja materjali. Süsteemi kujunduse kohaselt saab kasutaja koostada päikeseelementide mooduli erinevates suuruses päikeseelementide massiivi, tuntud ka kui päikeseelementide massiiv. Monokristalliliste räni päikeserakkude fotoelektriline muundamise efektiivsus on umbes 15%ja laboratoorsed tulemused on üle 20%.