能帶理論用單電子近似方法研究固體中電子能譜的理論。它是在用量子力學研究物質的電導理論的過程中發(fā)展起來的。關于固體中電子能量狀態(tài)的早的理論是金屬自由電子論。 [4]

實際上，晶體是由大量的原子組成，每個原子又包含原子核及許多電子，它們之間存在著相互作用，每一個電子的運動都受到原子核及其他電子的影響。

沒有摻雜雜質的半導體稱為本征半導體，其中電子和空穴的濃度是相等的。而為了控制半導體的性質需要人為的在半導體中或多或少的摻入某種特定雜質的半導體，稱為雜質半導體。當雜質為施主型雜質（起施放電子作用）稱為N型半導體，當雜質為受主型雜質（接受電子而產(chǎn)生空穴）稱為P型半導體。

晶體硅根據(jù)晶體取向不同又分為單晶硅和多晶硅。單晶硅和多晶硅的區(qū)別是；當熔融的單質硅凝固時，硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅；如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則形成多晶硅。

單晶硅主要應用于太陽能電池。應用早的是硅太陽能電池，其轉換效率高，技術為成熟，多用于光照時間少，光照強度小、勞動力成本高的區(qū)域，如航空航天領域等。通過采用不同的硅片加工及電池處理技術，國內(nèi)外各科研機構和電池廠家都生產(chǎn)制備出了較率的單晶硅電池。