הסיבה העיקרית ליעילות ההמרה הנמוכה הנוכחית של פאנלים סולאריים היא אובדן "אנרגיית פוטון באנרגיה-נמוכה" ו"אנרגיית פוטון באנרגיה-גבוהה", שתיהן מגבילות את יעילות הגבול התיאורטית של פאנלים סולאריים לכ-40%. להלן מתארים בקצרה את שיטות השיפור עבור כל מנגנון אובדן.
1. צמצם אובדן אנרגיית פוטון-נמוכה
שימוש בחומר מוליכים למחצה אופטו-אלקטרוניים עם פער פס נמוך, למשל, מרווח הרצועה של סיליקון גבישי טיפוסי הוא 1.1 eV, כך שהוא יכול לספוג רק פוטונים עם אורך גל קצר מ-1100 ננומטר.
2. הפחת אובדן אנרגיית פוטון באנרגיה גבוהה
שימוש בחומרים מוליכים למחצה אופטו-אלקטרוניים עם פער פס גבוה. לסיכום שתי הנקודות הראשונות, השילוב של חומרים מוליכים למחצה מרובי-בנד יכול לשפר ביעילות את קצב הניצול של פוטונים בעלי אנרגיות שונות.
3． הפחת את יעילות הספיגה ואובדן ההשתקפות: (1) נסה להשתמש בחומרים מוליכים למחצה עם מקדמי בליעת אור גבוהים; (2) לצמצם את השטח של אלקטרודות מתכת, ולהשתמש באלקטרודות מוליכות שקופות כדי להחליף כמה אלקטרודות מתכת; (3) להגדיל את חספוס פני השטח של חומרים, חומר שכבה רפלקטיבית כדי להפחית אובדן השתקפות הנגרם על ידי השתקפות פני השטח.
4． הפחת אובדן מתח במעגל פתוח. התאם את ריכוז זיהומי הטומאה ואת רמת הפרמי של חומרי הגלם.
5. הפחת את אובדן גורם המילוי: (1) השתמש בשכבת פסיבציה משטח כדי להפחית קשרים משתלשלים על פני השטח של משטח הפאנל הסולארי או האלקטרודה האחורית; (2) השתמש בחומרי פאנל סולאריים בטוהר- גבוה (נמוך-טומאות) ובתהליכי ייצור טובים יותר כדי לצמצם מכשירים ריקומבינציה של נפח פנימי; (3) השתמש במוליכים טובים כאלקטרודות ואמץ עיצוב מבנה אלקטרודה טוב יותר כדי להפחית את ההתנגדות בסדרה.
