برای بهبود کارایی پنل های خورشیدی ، باید ولتاژ مدار باز Uoc، جریان اتصال کوتاه ISC و ضریب پرکننده FF را افزایش داد. این سه عامل اغلب متقابل مهار می شوند. اگر یکی از آنها به صورت یک طرفه افزایش یابد، ممکن است دیگری را کاهش دهد، به طوری که بازده کلی بهبود نیافته بلکه کاهش می یابد. بنابراین، هنگام انتخاب مواد و فرآیندهای طراحی باید به آن توجه کرد و تلاش کرد تا محصول سه عامل را به حداکثر برساند.

ولتاژ مدار باز UOC با افزایش پهنای باند انرژی به عنوان مثال افزایش می یابد، اما از طرف دیگر، چگالی جریان اتصال کوتاه با افزایش پهنای باند انرژی کاهش می یابد. در نتیجه، می توان انتظار داشت که اوج بازده سلول خورشیدی در یک مثال خاص رخ دهد. انتظار می رود بالاترین راندمان با استفاده از موادی با مقادیر Eg بین 1.2 تا 1.6 eV برای ساخت سلول های خورشیدی حاصل شود. نیمه هادی های باند گپ مستقیم برای باتری های لایه نازک ترجیح داده می شوند زیرا فوتون های نزدیک سطح را جذب می کنند.

طول انتشار فوتون‌ها با افزایش دما کمی افزایش می‌یابد، بنابراین با افزایش دما، جریان نور تولید شده نیز افزایش می‌یابد، اما UOC با افزایش دما به شدت کاهش می‌یابد. ضریب پر کاهش می یابد، بنابراین راندمان تبدیل با افزایش دما کاهش می یابد. با افزایش تابش، جریان اتصال کوتاه به صورت خطی افزایش می یابد و حداکثر توان به طور مداوم افزایش می یابد. تمرکز نور خورشید روی یک سلول خورشیدی به یک سلول خورشیدی کوچک اجازه می دهد تا مقدار زیادی برق تولید کند. عامل دیگری که تأثیر قابل توجهی بر UOC دارد، غلظت دوپینگ نیمه هادی است. هر چه غلظت دوپینگ بیشتر باشد، UOC بالاتر است. اما زمانی که غلظت ناخالصی در سیلیکون بیشتر از 1018/cm3 باشد به آن دوپینگ بالا می گویند. انقباض شکاف نواری ناشی از دوپینگ زیاد، ناخالصی را نمی توان به طور کامل یونیزه کرد و طول عمر حامل های اقلیت کاهش می یابد و غیره، در مجموع به عنوان اثر دوپینگ بالا نامیده می شوند و همچنین باید از آن جلوگیری کرد.3