Güneş panellerinin mevcut düşük dönüşüm verimliliğinin ana nedeni, "düşük-enerjili foton enerjisi" ve "yüksek-enerjili foton enerjisi" kaybıdır; her ikisi de güneş panellerinin teorik sınır verimliliğini yaklaşık %40 ile sınırlar. Aşağıda her kayıp mekanizması için iyileştirme yöntemleri kısaca açıklanmaktadır.
1. Düşük-enerjili foton enerjisi kaybını azaltın
Örneğin, düşük bant aralıklı bir optoelektronik yarı iletken malzeme kullanıldığında, tipik kristalin silikonun bant aralığı 1,1 eV'dir, dolayısıyla yalnızca dalga boyu 1100 nm'den kısa olan fotonları emebilir.
2. Yüksek enerjili foton enerji kaybını azaltın
Yüksek bant aralıklı optoelektronik yarı iletken malzemelerin kullanımı. İlk iki noktayı özetlemek gerekirse, çoklu-bant aralıklı yarı iletken malzemelerin kombinasyonu, farklı enerjilere sahip fotonların kullanım oranını etkili bir şekilde artırabilir.
3． Emilim verimliliğini ve yansıma kaybını azaltın: (1) yüksek ışık emme katsayılarına sahip yarı iletken malzemeler kullanmaya çalışın; (2) metal elektrotların alanını azaltın ve bazı metal elektrotların yerine şeffaf iletken elektrotlar kullanın; (3) malzemelerin yüzey pürüzlülüğünü arttırmak, yüzey yansımasından kaynaklanan yansıma kaybını azaltmak için yansıtıcı katman malzemesi.
4． Açık devre voltaj kaybını azaltın. Safsızlık yabancı maddelerin konsantrasyonunu ve hammaddelerin Fermi seviyesini ayarlayın.
5. Doldurma faktörü kaybını azaltın: (1) güneş paneli yüzeyinin veya arka elektrotun yüzeyindeki sarkan bağları azaltmak için bir yüzey pasifleştirme katmanı kullanın; (2) cihazların iç hacim rekombinasyonunu azaltmak için yüksek-saflıkta (düşük{-kirlilik) güneş paneli malzemeleri ve daha iyi üretim süreçleri kullanın; (3) Elektrot olarak iyi iletkenler kullanın ve seri direnci azaltmak için daha iyi elektrot yapı tasarımı benimseyin.
