Monokristalline Solarzellen bestehen aus einem einzigen homogenen Kristall, der in der Regel aus Siliziummaterial besteht. Dieses Siliziummaterial wird in einem aufwändigen Verfahren zu einem Ein-Kristall geformt, der die Struktur des gesamten Solarzellenbauteils bildet. Durch den einheitlichen Kristallaufbau wird die Lichtabsorption verbessert und der Ladungstransport innerhalb der Solarzelle erleichtert.
Die Funktionsweise einer monokristallinen Solarzelle basiert auf dem photovoltaischen Effekt. Wenn Licht auf die Solarzelle trifft, werden die darin enthaltenen Photonen absorbiert, wodurch Elektron-Loch-Paare erzeugt werden. Die Elektronen werden dann durch das elektrische Feld in der Solarzelle getrennt und erzeugen ein elektrisches Potential. Durch den Anschluss eines externen Stromkreises können die erzeugten Elektronen genutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen.