Pääsyy aurinkopaneelien nykyiseen alhaiseen muunnostehokkuuteen on "matalan{0}}energian fotonienergian" ja "korkean-energian fotonienergian" menetys, jotka molemmat rajoittavat aurinkopaneelien teoreettisen rajatehokkuuden noin 40 prosenttiin. Seuraavassa kuvataan lyhyesti kunkin tappiomekanismin parannusmenetelmät.
1. Vähennä matalan-energian fotonien energiahävikkiä
Esimerkiksi matalakaistaista optoelektronista puolijohdemateriaalia käytettäessä tyypillisen kiteisen piin kaistaväli on 1,1 eV, joten se pystyy absorboimaan vain fotoneja, joiden aallonpituus on alle 1100 nm.
2. Vähennä korkean energian fotonien energiahäviötä
Korkean kaistavälin optoelektronisten puolijohdemateriaalien käyttö. Yhteenvetona kaksi ensimmäistä kohtaa voidaan todeta, että moni-kaistavälien puolijohdemateriaalien yhdistelmä voi tehokkaasti parantaa eri energioiden omaavien fotonien käyttöastetta.
3. Vähennä absorptiotehokkuutta ja heijastushäviötä: (1) yritä käyttää puolijohdemateriaaleja, joilla on korkeat valon absorptiokertoimet; (2) pienennä metallielektrodien pinta-alaa ja käytä läpinäkyviä johtavia elektrodeja korvaamaan jotkut metallielektrodit; (3) lisää materiaalien pinnan karheutta, Heijastava kerrosmateriaali vähentää pintaheijastuksen aiheuttamaa heijastushäviötä.
4. Vähennä avoimen piirin jännitehäviötä. Säädä epäpuhtauksien pitoisuus ja raaka-aineiden Fermi-taso.
5. Vähennä täyttökertoimen häviötä: (1) käytä pinnan passivointikerrosta vähentämään riippuvia sidoksia aurinkopaneelin pinnan tai takaelektrodin pinnalla; (2) käyttää korkean-puhtausluokan (vähä-epäpuhtaus) aurinkopaneelimateriaaleja ja parempia valmistusprosesseja vähentääksesi laitteiden sisäistä tilavuuden rekombinaatiota; (3) Käytä hyviä johtimia elektrodeina ja omaksu parempi elektrodirakenne vähentääksesi sarjavastusta.
