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。

在米粒大的硅片上，已能集成16萬個晶體管，這是科學技術進步的又一個里程碑。 地殼中含量達25.8%的硅元素，為單晶硅的生產提供了取之不盡的源泉。由于硅元素是地殼中儲量豐富的元素之一，對太陽能電池這樣注定要進入大規模市場（mass market）的產品而言，儲量的優勢也是硅成為光伏主要材料的原因之一。

多晶硅和單晶硅的差異主要在物理性質方面，例如在力學性質、電學性質等方面，多晶硅不如單晶硅。多晶硅可作為控制單晶硅的原料，也是太陽能電池和光伏發電的基礎材料。單晶硅可算的是世界上純凈的物質了，一般的半導體器件要求硅的純度在6個9（6N)以上。大規模集成電路的要求更高，硅的純度必須達到9個9（9N）。目前，人們已經制造出純度為12個9（12N)的單晶硅。

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，價帶由滿帶變為不滿帶，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目等于晶體所包含的原胞數目。能帶理論成功地解釋了金屬、半導體和絕緣體之間的差別。