Monokristallilisest ränist päikesepatareid on kõrge puhtusastmega monokristallilisest räni varrastest valmistatud päikesepatareid, mis on praegu kõige kiiremini arenevad päikesepatareid. Praeguseks on monokristallilise räni päikesepatareide struktuur ja tootmisprotsess lõpule viidud ning tooteid on laialdaselt kasutatud kosmoses ja maapinnal.
Monokristallilise räni päikesepatareide komponendid ja funktsioonid:
1. Karastatud klaas: selle ülesandeks on kaitsta energiatootmise põhiosa (nt akusid) ja valguse läbilaskvuse valikule kehtivad nõuded. Esiteks peab valguse läbilaskvus olema kõrge (tavaliselt üle 91 protsendi); teiseks ülivalge tempereeritud töötlus.
2. EVA: seda kasutatakse karastatud klaasi ja elektritootmise põhikorpuse (nt akulehe) liimimiseks ja kinnitamiseks. Läbipaistva EVA materjali kvaliteet mõjutab otseselt komponendi eluiga. Õhuga kokkupuutunud EVA on altid vananemisele ja kollaseks muutumisele, mis mõjutab komponendi valguse läbilaskvust. Lisaks EVA enda kvaliteedile on väga mõjukas ka moodulitootja lamineerimisprotsess. Näiteks kui EVA sidumisaste ei vasta standardile, ei piisa EVA ja karastatud klaasi ning tagaplaadi vahelisest nakketugevusest, mis põhjustab EVA. Varajane vananemine mõjutab komponentide eluiga.
3. Rakud: põhifunktsioon on elektrienergia tootmine. Elektritootmise turu peavooluks on kristallilisest ränist päikesepatareid ja õhukese kilega päikesepatareid, millel mõlemal on oma eelised ja puudused. Kristallilise räni päikesepatareidel on suhteliselt madalad varustuskulud, kõrge tarbimis- ja akukulu ning kõrge fotoelektrilise muundamise efektiivsus; õhukese kilega päikesepatareid sobivad paremini elektritootmiseks välistingimustes päikesevalguse käes, suhteliselt kõrged seadmekulud ning madalad tarbimis- ja akukulud. Fotoelektrilise muundamise kasutegur on rohkem kui pool kristalse räni elementide omast, kuid nõrga valguse efekt on väga hea ja see võib toota elektrit ka tavaliste tulede, näiteks kalkulaatorite päikesepatareide korral.
4. Tagaplaat: funktsioon on tihendus, isolatsioon ja veekindel (tavaliselt peavad TPT, TPE ja muud materjalid olema vananemiskindlad, komponentide tootjatel on 25-aastane garantii, karastatud klaas, alumiiniumsulam ei ole üldiselt probleem, võti See, kas nõuded on täidetud, seisneb ühilduvuses tagaplaadi ja silikageeliga.
5. Alumiiniumisulamist kaitsvad laminaadid: mängivad teatud rolli tihendamisel ja toetamisel.
6. Ühenduskarp: kaitseb kogu elektritootmissüsteemi ja täidab vooluülekandejaama rolli. Kui komponent on lühises, lahutab harukarp automaatselt lühises aku stringi, et vältida kogu süsteemi läbipõlemist. Kõige kriitilisem asi ühenduskarbis on dioodide valik. Kiipide tüübid on erinevad ja ka vastavad dioodid on erinevad.
7. Silikoon: tihendamiseks kasutatakse komponentide ja alumiiniumisulamist raamide, komponentide ja ühenduskarpide tihendamiseks. Maksumus on väga madal.