Monokristalliline päikesepaneel on mitmest monokristallsest ränist päikesepatareist koosnev koost, mis on teatud viisil plaadile kokku pandud. Monokristalliliste räni päikesepatareide fotoelektrilise muundamise efektiivsus on umbes 15 protsenti ja kõrgeim ulatub 24 protsendini. See on kõrgeim fotoelektrilise muundamise efektiivsus kõigi päikesepatareide tüüpide seas, kuid tootmiskulud on nii kõrged, et seda ei saa suurtes kogustes laialdaselt kasutada. maapealne kasutamine. Kuna monokristalliline räni on üldiselt kapseldatud karastatud klaasi ja veekindla vaiguga, on see vastupidav ja selle kasutusiga võib üldiselt ulatuda 15 aastani ja maksimum võib ulatuda 25 aastani. Seda kasutatakse enamasti kvaliteetsete päikeselampide tootmisel ja kasutamisel ning laadimise muundamise efektiivsus on kõrgem kui polükristallilistel päikesepaneelidel.
Praegu on kristallilised ränimaterjalid (sealhulgas polükristalliline räni ja monokristalliline räni) kõige olulisemad fotogalvaanilised materjalid, mille turuosa on üle 90 protsendi, ja jäävad ka tulevikus päikesepatareide peavoolumaterjaliks pikaks ajaks. . Polüränimaterjalide tootmistehnoloogia on olnud pikka aega 7 ettevõtte 10 tehase kätes 3 riigis, sealhulgas Ameerika Ühendriikides, Jaapanis ja Saksamaal, moodustades tehnoloogia blokaadi ja turumonopoli olukorra. Nõudlus polüräni järele tuleneb peamiselt pooljuhtidest ja päikesepatareidest. Vastavalt erinevatele puhtusnõuetele jagatakse see elektrooniliseks ja päikeseklassiks. Nende hulgas moodustab elektrooniline polüräni umbes 55 protsenti ja päikeseenergia kvaliteediga polüräni 45 protsenti. Fotogalvaanilise tööstuse kiire arenguga kasvab nõudlus päikesepatareide jaoks mõeldud polüräni järele kiiremini kui pooljuhtide polüräni areng. Nõudlus ületab elektroonilise kvaliteediga polüräni. Kui 1994. aastal oli päikeseelementide koguvõimsus maailmas vaid 69 MW, siis 2004. aastal oli see ligi 1200 MW, mis on vaid 10 aastaga 17-kordne kasv. Eksperdid ennustavad, et fotogalvaaniline päikesetööstus ületab tuumaenergia ja muutub 21. sajandi esimesel poolel üheks olulisemaks põhienergiaallikaks.