光伏硅片是光伏电池片的核心原材料，位于光伏主产业链上游环节。光伏硅片，是将硅棒通过切片、抛磨、清洗等工艺形成的高纯片状硅，是重要的半导体材料，在其中掺入微量的第IIIA族元素（硼），可形成P型硅半导体；掺入微量的第VA族元素（磷），可形成N型硅半导体；将N、P型半导体结合在一起，可做成晶硅光伏电池片，将太阳的辐射能转变为电能。根据Solarzoom数据，硅料是光伏硅片的成本核心，占其成本比重高达86%，此外，作为生产设备/辅材的冷却液/金刚线/热场/坩埚的成本占比分别为3%/2%/1%/1%，电力作为主要的能源成本其占比为2%。光伏硅片的下游为光伏电池片，在PERC/TOPCon电池中硅片占电池片成本比重分别为66.2%/62%，是电池片的核心原材料。
光伏硅片根据原料和工艺的不同可分为单晶硅片和多晶硅片。从晶体品质来看，多晶硅是多个微小单晶的组合，中间有大量的晶界，晶格排列是无序的，而单晶硅的晶格排列更为完整，在同样的切片工艺条件下表面缺陷少于多晶硅，位错密度和金属杂质比多晶硅小得多，其少子寿命比多晶硅高出数十倍，从而表现出更高的转换效率；从机械性能来看，多晶硅片的最大弯曲位移比单晶硅片低1/4，因此在电池的生产和运输过程中更易产生破碎、隐裂等问题；从生产工艺来看,单晶硅棒主要使用直拉法生产，多晶硅锭主要使用铸锭法生产，单晶硅棒可以稳定应用金刚线切割工艺，显著降低切片成本，并提高电池转换效率，而多晶硅锭的晶体结构缺陷导致其切割工艺改进难度较大，只能用传统的砂线来切，成本下降空间较为有限。根据CPIA数据，2021年单晶硅片（P型+N型）市场占比约94.5%，随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比也将进一步增大；多晶硅片的市场份额由2020年的9.3%下降至2021年的5.2%，未来将呈逐步下降趋势。
光伏领域主要使用直拉法制备单晶硅棒。根据长晶方式不同，单晶硅制备技术可分为直拉法和区熔法。光伏领域主要使用直拉法，其主要工艺包括：加料、熔化、缩颈生长、放肩生长、等径生长、尾部生长，通过加热放置于坩埚内的多晶硅原料使其成为溶液，并通过安置在炉体上方的籽晶轴，使得单晶晶种能与硅溶液进行接触。通过籽晶轴转动和上下移动，硅液会沿着籽晶表面凝结和生长，最终形成单晶硅棒。区熔法可以生产出高质量的高纯度单晶，但其对原料、设备和技术的要求较为苛刻，生产的晶体尺寸较小，且生产成本较高，目前主要应用于对硅片要求较高的半导体领域。
