Zellen-Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad einer Solarzelle beschreibt das Verhältnis zwischen der auf der Solarzellefläche A auftreffenden Einstrahlung E und der von der Solarzelle erzeugten elektrischen Leistung P: 
= PMPP/ A*E
Inzwischen haben die meistverwendeten Solarzellen einen Wirkungsgrad zwischen 5% und 22% - je nach Solarzellentyp. Das bedeutet, dass 95% - 78% der einfallenden Sonnenenergie nicht in elektrische Energie umgewandelt werden.
Dem Wirkungsgrad sind jedoch natürliche Grenzen gesetzt. So sind z.B. einzelnen Halbleitermaterialien oder -kombinationen nur für bestimmte Spektralbereiche des einfallenden Lichts geeignet. Ein bestimmter Anteil der Strahlungsenergie kann also von vornherein nicht genutzt werden, weil die Lichtquanten (Photonen) nicht über ausreichend Energie verfügen, um Elektronen-Loch-Paare erzeugen zu können. Auf der anderen Seite wird ein gewisser Anteil an Photonen-Überschussenergie nicht in elektrische Energie, sondern in Wärme umgewandelt. Diese physikalischen Grenzen, die durch das verwendete Material vorgegeben sind, können nicht weiter optimiert werden.
Verluste, die man noch optimieren kann sind z.B. optische Verluste, wie die Reflektion von Strahlung an der Zelloberfläche oder Abschattung durch die Frontkontakte. Auch elektrische Widerstandsverluste im Halbleiter und in den Anschlussleitungen sowie Materialverunreinigungen, Oberflächeneffekten und Kristalldefekten bieten noch etwas Potential.