Monokristalline Solarzellen werden sehr aufwändig im Czochralski-Verfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird aus geschmolzenem Silizium ein Einkristall in Form von quadratischen Stangen oder Säulen gezogen, die anschließend in dünne Scheiben – Wafer – geschnitten werden. Monokristalline Solarzellen haben wegen der regelmäßigen Kristallstruktur eine gleichmäßige Oberflächenstruktur und eine sehr dunkle Farbe, meist schwarz, dunkelgrau oder dunkelblau. Auf Grund des hohen Siliziumgehalts haben monokristalline Solarzellen einen sehr hohen Wirkungsgrad von ca. 15-18%, sind jedoch durch das aufwändige Herstellungverfahren im Vergleich zu polykristallinen und v.a. amorphen Solarzellen sehr teuer.