De 1^e generatie: kristallijn silicium

In kristallijn silicium zitten de atomen strak geordend in een rooster als aangegeven in figuur 15. Het zonlicht maakt elektronen vrij in het p-gebied (figuur 10), die naar het n-gebied diffunderen. Kristallijn silicium geeft momenteel de hoogste elektriciteitsopbrengst. Theoretisch kan 33% van het opvallende licht in elektriciteit worden omgezet, maar door praktische beperkingen halen commercieel beschikbare zonnecellen momenteel een rendement van circa 15%. De meeste zonnecellen worden nog altijd van kristallijn silicium gemaakt. Het marktaandeel ligt momenteel rond de 90-95%. De best presterende (12-18% rendement),  monokristallijne, zonnecellen zijn dunne siliciumwafels die uit een groot kristal gezaagd. Polykristallijne wafels bestaan uit meerdere kristallen en hebben een iets lagere elektriciteitsopbrengst (11-13%).

Een belangrijk bezwaar van kristallijne zonnecellen is dat de constructie van de nette kristalroosters veel energie kost en duur is. Het kristalvormingsproces verloopt bij een temperaratuur van 1400 °C en het duurt in Nederland circa vijf jaar voordat de zonnecel de hoeveelheid energie die daarbij benodigd is weer heeft terugverdiend. (In zonrijke gebieden kan tot de dubbele hoeveelheid elektriciteit met zonnecellen opgewekt, dus daar is de terugverdientijd 2-3 jaar).