効率を向上させるには ソーラーパネル 、開放電圧 Uoc、短絡電流 ISC、曲線因子 FF を大きくする必要があります。これら 3 つの要素は相互に抑制されることがよくあります。一方を一方的に増やすと他方が減ってしまう可能性があり、全体の効率は向上せずに低下してしまいます。したがって、材料の選択とプロセスの設計を考慮し、3 つの要素の積を最大化するように努める必要があります。

開放電圧ＵＯＣはエネルギー帯域幅Ｅｇの増加に伴って増加するが、一方で、短絡電流密度はエネルギー帯域幅Ｅｇの増加に伴って減少する。その結果、太陽電池効率のピークは、ある一定のＥｇで発生すると予想できる。最高の効率は、Eg 値が 1.2 ～ 1.6 eV の材料を使用して太陽電池を製造することによって達成されることが期待されます。直接バンドギャップ半導体は、表面近くで光子を吸収するため、薄膜電池に適しています。

光子の拡散長は温度の上昇とともにわずかに増加するため、光生成電流も温度の上昇とともに増加しますが、UOCは温度の上昇とともに急激に減少します。曲線因子が減少するため、温度が上昇すると変換効率が低下します。放射照度の増加に伴い、短絡電流は直線的に増加し、最大電力は連続的に増加します。太陽光を太陽電池に集光すると、小さな太陽電池で大量の電気を生成できます。 UOC に大きな影響を与えるもう 1 つの要因は、半導体ドーピング濃度です。ドーピング濃度が高くなるほど、UOC も高くなります。ただし、シリコンの不純物濃度が 1018/cm3 よりも高い場合、それは高ドーピングと呼ばれます。高ドーピングによるバンドギャップの縮小、不純物が完全にイオン化できず少数キャリアの寿命が短くなるなどを総称して高ドーピング効果と呼び、これも回避する必要があります。