Para melhorar a eficiência de painéis solares , é necessário aumentar a tensão de circuito aberto Uoc, a corrente de curto-circuito ISC e o fator de preenchimento FF. Esses três fatores são freqüentemente contidos mutuamente. Se um deles for aumentado unilateralmente, pode reduzir o outro, de modo que a eficiência geral não seja melhorada, mas diminuída. Portanto, deve ser levado em consideração ao selecionar materiais e projetar processos e se esforçar para maximizar o produto dos três fatores.

A tensão de circuito aberto UOC aumenta com o aumento da largura de banda de energia Eg, mas por outro lado, a densidade de corrente de curto-circuito diminui com o aumento da largura de banda de energia Eg. Como resultado, pode-se esperar que ocorra um pico de eficiência da célula solar em um determinado Eg. Espera-se que a maior eficiência seja alcançada usando materiais com valores de Eg entre 1,2 e 1,6 eV para fazer células solares. Os semicondutores de banda proibida direta são preferíveis para baterias de filme fino porque absorvem fótons perto da superfície.

O comprimento de difusão dos fótons aumenta ligeiramente com o aumento da temperatura, então a corrente fotogerada também aumenta com o aumento da temperatura, mas o UOC diminui drasticamente com o aumento da temperatura. O fator de preenchimento diminui, então a eficiência de conversão diminui com o aumento da temperatura. Com o aumento da irradiância, a corrente de curto-circuito aumenta linearmente e a potência máxima aumenta continuamente. Concentrar a luz solar em uma célula solar permite que uma pequena célula solar gere uma grande quantidade de eletricidade. Outro fator que tem um impacto significativo no UOC é a concentração de dopagem do semicondutor. Quanto maior a concentração de dopagem, maior o UOC. No entanto, quando a concentração de impurezas no silício é superior a 1018/cm3, é chamado de alta dopagem. O encolhimento do intervalo de banda causado por alta dopagem, a impureza não pode ser totalmente ionizada e a vida útil dos portadores minoritários é reduzida, etc., são chamados coletivamente de efeito de alta dopagem e também devem ser tratados para evitar.