單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。在實驗室里最高的轉換效率為24．7％（理論最高光電轉化效率為25％），規模生產時的效率為18％（截至2011年）。
在大規模應用和工業生產中仍占據主導地位，但由于單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難，為了節省硅材料，發展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產品。
