太阳光伏系统是指利用光伏半导体材料的光生伏打效应而将太阳能转化为直流电能的设施。光伏设施的核心是太阳能电池板。目前，用来发电的半导体材料主要有:单晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化镉等。
现在市面上使用最多的就是单晶硅电池片和多晶硅电池片，那么它们是一种物质呢？又是如何生产出来的呢？
首先我们来了解一下原始材料：硅。
硅是一种化学元素，化学符号是Si。原子序数14，相对原子质量为28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。
硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧(49.4%)。
尽管硅元素是地壳里含量最丰富的矿物质，但太阳能的硅材料依然会出现如此紧缺的局面，就是因为提纯的难度比较大。
晶体硅可以用碳在电炉中还原二氧化硅制得。工业上生产硅是在电弧炉中还原硅石（SiO2含量大于99%）。使用的还原剂为石油焦和木炭等。使用直流电弧炉时，能全部用石油焦代替木炭。石油焦的灰分低（0.3%～0.8%），采用质量高的硅石（SiO2大于99%），可直接炼出制造硅钢片用的高质量硅。
电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得。高纯的半导体硅可在1200℃的热硅棒上用氢气还原高纯的三氯氢硅SiHCl3或SiCl4制得。
单晶硅片加工工艺主要为：切断→外径滚圆→切片→倒角→研磨→腐蚀、清洗等。
①切断：是指在晶体生长完成后，沿垂直与晶体生长的方向切去晶体硅头尾无用的部分，即头部的籽晶和放肩部分以及尾部的收尾部分。通常利用外圆切割机进行切割，外圆切割机如图7-4 所示。外圆切割机刀片边缘为金刚石涂层。这种切割机的刀片厚，速度快，操作方便；但是刀缝宽，浪费材料，而且硅片表面机械损伤严重。目前，也有使用带式切割机来割断晶体硅的，尤其适用于大直径的单晶硅。
②外径滚圆：在直拉单晶硅中，由于晶体生长方时的热振动，热冲击等原因，晶体表面都不是非常平滑的，也就是说整根单晶硅的直径有一定偏差起伏；而且晶体生长完成后的单晶硅棒表面存在扁平的棱线，需要进一步加工，使得整根单晶硅棒的直径达到统一，以便于在后续的材料和加工工艺中操作。
③切片：在单晶硅滚圆工序完成后，需要对单晶硅棒切片。太阳电池用单晶硅在切片时，对硅片的晶向，平行度和翘曲度等参数要求不高，只需对硅片的厚度进行控制。
④倒角：将单晶硅棒切割成晶片，晶片锐利边需要休整成圆弧形，主要防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生。
⑤研磨：切片后，在硅片的表面产生线痕，需要通过研磨除去切片所造成的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅的翘曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光处理的过程规格。
⑥腐蚀，清洗：切片后，硅片表面有机械损伤层，近表面晶体的晶格不完整，而且硅片表面有金属粒子等杂质污染。因此，一般切片后，在制备太阳能电池前，需要对硅片进行化学腐蚀。在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗，这里的清洗主要是腐蚀后的最终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。常见清洗的方式主要是传统的RCA湿式化学清洗技术。
多晶硅片加工工艺主要为：开方→磨面→倒角→切片→腐蚀，清洗等。
①开方对于方形的晶体硅锭，在硅锭切断后，要进行切方块处理，即沿着硅锭的晶体生长的纵向方向，将硅锭切割成一定尺寸的长方形硅块。
②磨面在开方之后的硅块表面会产生线痕，需要通过研磨除去开方所造成的锯痕及表面损伤层，有效改善硅块的平坦度与平行度，达到一个抛光过程处理的规格。
③倒角将多晶硅切割成硅块后，硅块边角锐利部分需要倒角，修整成圆弧形，主要是防止切割时硅片的边缘破裂、崩边及晶格缺陷产生。切片与后续的腐蚀、清洗工艺与单晶硅几乎一致，在此不再赘述。
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