單晶硅具有兩種同晶，結晶和無定形。晶體硅進一步分為單晶硅和多晶硅，兩者都具有金剛石晶格。該晶體硬且脆，具有金屬光澤，并且是導電的，但導電性不如金屬，并且隨溫度增加，并且具有半導體特性。

單晶硅是現代科學技術中不可或缺的基礎材料，如日常生活中的電子計算機和自動控制系統。電視，電腦，冰箱，電話，手表和汽車都與單晶硅材料密不可分。單晶硅作為技術應用的流行材料之一，已經滲透到人們生活的每個角落。

多晶硅是元素硅的一種形式。當熔融的元素硅在過冷條件下固化時，硅原子以金剛石晶格形式排列成多個晶核。如果晶核生長成具有不同晶體取向的晶粒，則晶粒結合并結晶成多晶硅。

多晶硅可以用作拉制單晶硅的原料，多晶硅和單晶硅之間的差異主要表現在物理性質上。例如，就機械性能，光學性能和熱性能的各向異性而言，它比單晶硅更不明顯;就電性能而言，多晶硅晶體的導電性遠低于單晶硅，甚至導電性也很差。

在化學活性方面，兩者之間的差異非常小。多晶硅和單晶硅在外觀上可以彼此區分，但真正的識別必須通過分析晶面取向，導電類型和電阻率來確定。單晶硅電池具有高電池轉換效率和良好的穩定性，但成本高。 早在20年前，單晶硅電池就突破了20％以上光電轉換效率的技術壁壘。

多晶硅電池的成本低，轉換效率略低于Czochralski硅太陽能電池的轉換效率。 材料中的各種缺陷，例如晶界，位錯，微缺陷和材料中的雜質，例如碳和氧，以及工藝中的污染。 過渡金屬被認為是多晶硅電池的光電轉換率從不超過20％的門戶。 德國弗勞恩霍夫研究所的研究人員采用了這項新技術，是世界上首個使多晶硅太陽能電池的光電轉換率達到20.3％的國家。