多晶的本質是一種有瑕疵的單晶，歷史上最早用于生產太陽能電池的硅片并不像今日使用專門的設備生產的單晶硅片或者多晶硅片，而是使用半導體晶圓的邊角余料或者殘次品，價格相當昂貴。隨著半導體晶圓的合格率逐漸提高，市場可供應的殘次品晶圓越來越少。當人們希望普及硅基太陽能電池的時候，還沒有出現(xiàn)專門的太陽能單晶硅生產設備，半導體晶圓生產太陽能電池的成本令人望而生畏，人們轉而使用澆鑄、鑄錠、定向凝固的方法生產晶體硅錠，這就是所謂"多晶硅片"的來源，雖然品質較差，但成本有了明顯下降。到上世紀80年代初期，專門用于生產太陽能單晶硅的技術逐漸成熟，這一時期，歐洲、美國、中國誕生了大量10KW以上、1MW以上的太陽能電站，這些電站上使用單晶硅生產的組件至今仍在穩(wěn)定發(fā)電，30年的累計衰減還不到20%，足見單晶功率的穩(wěn)定性。
單晶電池和多晶電池的初始原材料都是原生多晶硅，類似于微晶狀態(tài)存在。要具備發(fā)電能力，就必須將微晶狀態(tài)的硅制成晶體硅，而晶體硅的晶向需要精確控制。單晶電池和多晶電池在制程上唯一無法輕易互換的就是晶體生長環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié)，原生多晶硅在單晶爐內會生產成單一晶向、無晶界、位錯缺陷和雜質密度極低的單晶硅棒，如下圖所示：
多晶晶體的生長工藝本身決定了它無法生長出大面積單一晶向的晶體（單晶），多晶的本質就是大量的小單晶的集合體，如下圖所示：
多晶鑄錠的小單晶顆粒之間的晶界會降低電池的發(fā)電能力，多晶鑄錠本身簡單粗暴的工藝使得它更容易大規(guī)模擴張，但是卻無法將位錯缺陷和雜質密度控制在較低水平，這些要素無一不在影響著多晶的少數(shù)載流子壽命。
組件功率衰減分為初始光衰和長期衰減兩類，單晶綜合性能優(yōu)異
在組件封裝材料可靠的前提下，影響單晶組件和多晶組件可靠性差異的關鍵因素就是功率衰減指標。它分為初始光衰和長期衰減兩類。人類最早從1970年代前后研究組件衰減問題，經(jīng)過數(shù)十年探索發(fā)現(xiàn)，單晶和多晶在這兩類衰減上表現(xiàn)有很大差異。
目前的單晶電池以P型為主，這種電池在日照2-3周后會發(fā)生2%~3%的快速功率衰減，原因是晶體生長中使用硼作為摻雜劑，同時有較多的氧原子混雜，替位硼和間隙氧在光照下激發(fā)形成較深能級缺陷，引起載流子復合和電池性能衰退。但是，這種衰退在退火作用下是可以恢復的。太陽能電池的功率在4個月或更長時間（取決于日照強度和時間）內會發(fā)生恢復，到1年后，累計衰減大約是2.5%~3%，并趨于穩(wěn)定。
多晶電池不存在上述問題，但是由于本身無法克服的高雜質濃度和位錯缺陷的影響，在日照下電池性能會持續(xù)衰退到3%左右，并且不會出現(xiàn)恢復現(xiàn)象。
目前市場上多晶組件功率保證是第1年97%~97.5%，25年80%，也就是說，第一年初始光衰穩(wěn)定后，以后每年衰減0.71%~0.73%。單晶組件由于使用完美晶體結構的硅材料，內部結構更為穩(wěn)定，第1年功率保證是97%，25年保證83.8%，第2~25年平均每年衰減僅0.5%，這些指標是組件廠商可以寫入合同的保證值，也是保險公司愿意承保的指標。如果多晶組件提出25年功率保證高于單晶，保險公司也很難答應。
單晶優(yōu)勢無法超越
在過去幾十年內，無論單晶電池還是多晶電池，生產工藝都非常粗糙，沒有把晶體硅材料的性能充分發(fā)揮出來，轉換效率的差異也不太明顯。隨著技術不斷進步，晶體硅材料的發(fā)電性能利用程度不斷被刷新，由于單晶材料本身的高品質特征、多晶材料本身無法克服的高位錯密度和高雜質缺陷，每一種新技術的導入都必然引致單晶相對多晶的轉換效率優(yōu)勢擴大。目前P型單晶相對多晶的平均轉換效率優(yōu)勢是1.5個百分點，當PERC技術實現(xiàn)產業(yè)化時，單晶效率提升了0.8-1個百分點，多晶效率只能提升0.5-0.6個百分點。今后，IBC、HIT等更多高效技術會導入產業(yè)化應用，單晶的優(yōu)勢還會進一步擴大。
個體優(yōu)勢與整體優(yōu)勢
單晶相對多晶的優(yōu)勢是整體優(yōu)勢。不排除個別企業(yè)在單晶領域技術落后，以3-5年之前的單晶技術和現(xiàn)在的多晶技術比較，在這種個體情況下，單晶的功率穩(wěn)定性和轉換效率可能會體現(xiàn)出一定的劣勢。如果放在同一基準線上，在組件功率相差15瓦的情況下，單晶和多晶價格差異將被EPC成本差異所覆蓋，單晶電站投資成本低于多晶。不排除市面上能夠看到極少量的270W、275W或更高功率的多晶組件（60片電池封裝規(guī)格，下同），但是它的組件成本必然會高于275W單晶組件，并且1-2年內必然無法批量供應。簡而言之，光伏發(fā)電是一項系統(tǒng)工程，能夠實現(xiàn)產業(yè)化和規(guī)模化供應的、具有性價比優(yōu)勢的技術路線才是市場競爭中的王者，單純追求價格優(yōu)勢或者某一方面概念優(yōu)勢的技術只能作為一個特定時期的過渡。