Для повышения эффективности солнечные панели , необходимо увеличить напряжение холостого хода Uoc, ток короткого замыкания ISC и коэффициент заполнения FF. Эти три фактора часто взаимно сдерживаются. Если одно из них увеличить в одностороннем порядке, это может уменьшить другое, так что общая эффективность не улучшится, а уменьшится. Поэтому это необходимо учитывать при выборе материалов и разработке процессов и стремиться максимизировать произведение трех факторов.

Напряжение холостого хода UOC увеличивается с увеличением диапазона энергий Eg, но, с другой стороны, плотность тока короткого замыкания уменьшается с увеличением диапазона энергий Eg. В результате можно ожидать пика эффективности солнечных элементов при определенном значении Eg. Ожидается, что наивысшая эффективность будет достигнута при использовании материалов со значениями Eg от 1,2 до 1,6 эВ для изготовления солнечных элементов. Полупроводники с прямой запрещенной зоной предпочтительнее для тонкопленочных батарей, поскольку они поглощают фотоны вблизи поверхности.

Диффузионная длина фотонов незначительно увеличивается с повышением температуры, поэтому фотогенерируемый ток также увеличивается с повышением температуры, но UOC резко уменьшается с повышением температуры. Коэффициент заполнения уменьшается, поэтому эффективность преобразования снижается с повышением температуры. С увеличением освещенности ток короткого замыкания увеличивается линейно, а максимальная мощность непрерывно увеличивается. Сосредоточение солнечного света на солнечном элементе позволяет небольшому солнечному элементу генерировать большое количество электроэнергии. Другим фактором, оказывающим существенное влияние на UOC, является концентрация легирования полупроводников. Чем выше концентрация легирования, тем выше UOC. Однако когда концентрация примеси в кремнии выше 1018/см3, это называется высоким легированием. Уменьшение ширины запрещенной зоны, вызванное сильным легированием, примеси не могут быть полностью ионизированы, а время жизни неосновных носителей уменьшается и т. д., в совокупности называются эффектом сильного легирования, и его также следует избегать.