光伏硅片是光伏電池片的核心原材料，位于光伏主產業鏈上游環節。光伏硅片，是將硅棒通過切片、拋磨、清洗等工藝形成的高純片狀硅，是重要的半導體材料，在其中摻入微量的第IIIA族元素（硼），可形成P型硅半導體；摻入微量的第VA族元素（磷），可形成N型硅半導體；將N、P型半導體結合在一起，可做成晶硅光伏電池片，將太陽的輻射能轉變為電能。根據Solarzoom數據，硅料是光伏硅片的成本核心，占其成本比重高達86%，此外，作為生產設備/輔材的冷卻液/金剛線/熱場/坩堝的成本占比分別為3%/2%/1%/1%，電力作為主要的能源成本其占比為2%。光伏硅片的下游為光伏電池片，在PERC/TOPCon電池中硅片占電池片成本比重分別為66.2%/62%，是電池片的核心原材料。
光伏硅片根據原料和工藝的不同可分為單晶硅片和多晶硅片。從晶體品質來看，多晶硅是多個微小單晶的組合，中間有大量的晶界，晶格排列是無序的，而單晶硅的晶格排列更為完整，在同樣的切片工藝條件下表面缺陷少于多晶硅，位錯密度和金屬雜質比多晶硅小得多，其少子壽命比多晶硅高出數十倍，從而表現出更高的轉換效率；從機械性能來看，多晶硅片的最大彎曲位移比單晶硅片低1/4，因此在電池的生產和運輸過程中更易產生破碎、隱裂等問題；從生產工藝來看,單晶硅棒主要使用直拉法生產，多晶硅錠主要使用鑄錠法生產，單晶硅棒可以穩定應用金剛線切割工藝，顯著降低切片成本，并提高電池轉換效率，而多晶硅錠的晶體結構缺陷導致其切割工藝改進難度較大，只能用傳統的砂線來切，成本下降空間較為有限。根據CPIA數據，2021年單晶硅片（P型+N型）市場占比約94.5%，隨著下游對單晶產品的需求增大，單晶硅片市場占比也將進一步增大；多晶硅片的市場份額由2020年的9.3%下降至2021年的5.2%，未來將呈逐步下降趨勢。
光伏領域主要使用直拉法制備單晶硅棒。根據長晶方式不同，單晶硅制備技術可分為直拉法和區熔法。光伏領域主要使用直拉法，其主要工藝包括：加料、熔化、縮頸生長、放肩生長、等徑生長、尾部生長，通過加熱放置于坩堝內的多晶硅原料使其成為溶液，并通過安置在爐體上方的籽晶軸，使得單晶晶種能與硅溶液進行接觸。通過籽晶軸轉動和上下移動，硅液會沿著籽晶表面凝結和生長，最終形成單晶硅棒。區熔法可以生產出高質量的高純度單晶，但其對原料、設備和技術的要求較為苛刻，生產的晶體尺寸較小，且生產成本較高，目前主要應用于對硅片要求較高的半導體領域。
