1. Crystalline  silicon
The  most  important  material  in  crystalline  solar  cells  is  silicon.   It  is  present  not  in  a  pure  form, but  in  chemical  compounds, with
oxygen  in  the  form  of  quartz  or  sand. The  undesired  oxygen  has  to  be  first  separated out  of the  silicon  dioxide. To  do  this, quartz/sand  is  heated  together  with  carbon powder,  coke  and  charcoal  in  an  electric  arc furnace  to  a  temperature  of  1800°C  to1900°C. This  produces  carbon  monoxide  and  what  is  known  as  metallurgical  silicon,
which  is  about  98  per  cent  pure.  But only  billions  of a percent  are  acceptable  for photovoltaics,  which  falls  to  ten  times  less  for  the  semiconductor  industry.  The  raw  silicon  is  therefore  purified  further  in  chemical  processes.

• Mono-crystalline  (single-crystal)  silicon  cells

In  the process polycrystalline  starting  material  (polysilicon)  is  melted  in  a  quartz  crucible  at  around 1410°C. A  seed  crystal  with  a  defined  orientation  is  dipped  into  the  silicon  melt  and slowly  drawn  upwards  out  of the  melt.  During  this  process  the  crystal  grows  into  a  cylindrical  mono-crystal  up  to  30cm  in  diameter  and  several  meters  in  length. These cylindrical  mono-crystals  are  cut  to  form  semi-round  or  square  bars, which  are  then cut  with wire  saws  into  slices  (wafers)  with  a  thickness  of around  0.3mm. When  cutting the  mono-crystals  and  sawing  the  wafers, a  large  percentage  of the  silicon  is  lost  as sawdust  and  needs  to  be  re-melted, as  do  the  conical  ends  of the  rods. The  wafers  are chemically  wet  cleaned  in  etching  and  rinsing  baths  to  remove  sawing  residues  and marks.

Efficiency rate: 14 - 18%
Thickness:     0.2 -.03mm

• Polycrystalline  silicon  cells

The  silicon  starting  material  is  melted  in  a  quartz  crucible  and  cast  into  a  cuboid  form. Through  controlled  heating  and  cooling, the  cast  block  cools  evenly  in  one  direction. The  purpose  of  this  directed  solidification  is  to  form  large  numbers  of the  largest possible  homogeneous  silicon  crystals,  with  grain  sizes  from  a  few  millimeters  to several  centimeters. The  grain  boundaries  constitute  crystal  defects  with  an  increased recombination  risk  and  have  an  adverse  effect  on  the  efficiency  of polycrystalline
solar  cells,  which  is  somewhat  lower  than  that  of mono-crystalline  cells.  In  the  block casting  method,  large  silicon  blocks,  or  ingots,  are  created.
Efficiency rate: 13 - 17%
Thickness:     0.2 -.03mm

• Ribbon-pulled  silicon  cells

Up  to  40  per cent  of the  raw  silicon  is  wasted  as  saw dust  by  the  time  the  finished wafer is  produced.  To reduce  the  high  material  losses  and  increase  material  utilization,  various  ribbon - pulling  processes  have  been  developed. The  silicon  ribbons  already  have  the  thickness  of the  future  wafers, so all it has to  be  done, using  lasers, is  to  cut  the  flat  surfaces  into pieces.