無論硅片的厚薄，晶體硅光伏電池制造商都對硅片的質量提出了的要求。硅片不能有表面損傷（細微裂紋、線鋸印記），形貌缺陷（彎曲、凹凸、厚薄不均）要小化，對額外后端處理如拋光等的要求也要降到。

硅單晶制備，需要實現(xiàn)從多晶到單晶的轉變，即原子由液相的隨機排列直接轉變?yōu)橛行蜿嚵?，由不對稱結構轉變?yōu)閷ΨQ結構。這種轉變不是整體效應，而是通過固液界面的移動逐漸完成的，為實現(xiàn)上述轉化過程，多晶硅就要經過固態(tài)硅到熔融態(tài)硅，再到固態(tài)晶體硅的轉變，這就是從熔融硅中生長單晶硅所要遵循的途徑。目前應用廣泛的有兩種，坩堝直拉法和無坩堝懸浮區(qū)熔法，這兩種方法得到的單晶硅分別稱為CZ硅和FZ硅。

晶體硅根據晶體取向不同又分為單晶硅和多晶硅。單晶硅和多晶硅的區(qū)別是；當熔融的單質硅凝固時，硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅；如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則形成多晶硅。

由于外界條件的作用，價帶中的電子可躍遷到上面的空帶中去，價帶由滿帶變?yōu)椴粷M帶，空帶中有了電子稱為導帶。一種晶體的各個允許能帶有一定的寬度，能量高的能帶較寬，能量低的能帶較窄，每一個能帶里包含的能級數(shù)目等于晶體所包含的原胞數(shù)目。能帶理論成功地解釋了金屬、半導體和絕緣體之間的差別。