無(wú)論硅片的厚薄，晶體硅光伏電池制造商都對(duì)硅片的質(zhì)量提出了的要求。硅片不能有表面損傷（細(xì)微裂紋、線鋸印記），形貌缺陷（彎曲、凹凸、厚薄不均）要小化，對(duì)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(shí)現(xiàn)從多晶到單晶的轉(zhuǎn)變，即原子由液相的隨機(jī)排列直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜿嚵?，由不?duì)稱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)稱結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)變不是整體效應(yīng)，而是通過(guò)固液界面的移動(dòng)逐漸完成的，為實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化過(guò)程，多晶硅就要經(jīng)過(guò)固態(tài)硅到熔融態(tài)硅，再到固態(tài)晶體硅的轉(zhuǎn)變，這就是從熔融硅中生長(zhǎng)單晶硅所要遵循的途徑。目前應(yīng)用廣泛的有兩種，坩堝直拉法和無(wú)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(jù)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(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅；如果這些晶核長(zhǎng)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(jià)帶中的電子可躍遷到上面的空帶中去，價(jià)帶由滿帶變?yōu)椴粷M帶，空帶中有了電子稱為導(dǎo)帶。一種晶體的各個(gè)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(gè)能帶里包含的能級(jí)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(dǎo)體和絕緣體之間的差別。