ККД сонячних батарей - це показник, скільки сонячної енергії, що потрапила на поверхню сонячної панелі, буде перетворено в електричний струм. Багато в чому ККД визначається технологією виготовлення і якістю використовуваного напівпровідника. Найбільший ККД мають монокристалічні сонячні панелі (в середньому - 20-22%), потім слідують полікристалічні (близько 15-18%), а потім - гнучкі аморфні (Залежить від використовуваного напівпровідника, показник може коливатися від 7 до 15%).
Підвищення ККД - один із пріоритетних напрямків діяльності науково-дослідних центрів, адже підвищення ефективності роботи сонячної батареї значно скорочує час її окупності, дозволяє отримувати більше електроенергії з одиниці площі (економія на оренді / купівлі землі, так само це важливий фактор в умовах дефіциту площі, наприклад, для дахових сонячних електростанцій).
Доведено, що максимальний ККД сонячних батарей, в якій для генерації струму використовується кремній, за ідеальних умов не може бути більше 29,5%. У промислових умовах можна домогтися значення ККД близько 26%. Втім, німецьким вченим в лабораторних умовах, за рахунок створення нової структури фотоелемента на основі кремнію, вдалося підняти ККД сонячної батареї до значення 26,1% .
Можна виділити кілька зовнішніх чинників, які роблять серйозний вплив на ККД сонячних батарей:
- орієнтація - максимальна ефективність генерації досягається за умови, що сонячні промені падають строго перпендикулярно до поверхні сонячної батареї. Цього можна домогтися, використовуючи динамічні трекери, які постійно регулюють положення площини сонячної батареї в просторі з урахуванням руху сонця по небу. Такі трекери враховують як зміна положення сонця в протягом дня, так і зміну сезону (влітку сонце вище над горизонтом, ніж взимку). Такі системи значно дорожче і складніше в експлуатації, але дозволяють підвищити генерацію на 30-45% в порівнянні зі стаціонарними сонячними батареями. Щоб отримати максимальний ККД сонячної батареї, встановленої на стаціонарному кріпленні, їх необхідно орієнтувати строго на південь, кут нахилу влітку - 30-40 градусів, взимку - близько 70
- запиленість - чим сильніше забруднена поверхня сонячної батареї, тим менше сонячних променів надходить на поверхню напівпровідника. В принципі, кількість опадів на території України цілком достатньо, щоб сонячні панелі залишалися чистими, але при тривалій посусі їх потрібно помити, щоб уникнути великих втрат в генерації електрики
- затененность - потрапляння тіні на поверхню сонячної батареї призводить до зниження генерації струму. Чим більше затінена сонячна батарея, тим менше вона буде виробляти електрики, а іноді тінь може заблокувати вироблення струму у всій панелі. Саме тому перед монтажем сонячної електростанції необхідно провести 3D-моделювання місцевості, щоб оцінити, як зовнішні високі споруди і дерева можуть створювати тінь
- температура панелі - при нагріванні поверхні сонячної батареї її продуктивність значно скорочується. Тому при монтажі передбачають можливість природної вентиляції панелей, особливо її тильної частини. Менш схильні до впливу температури сонячні панелі з подвійним склінням (Double Glass модулі), у яких дві стінки - задня і передня - скляні. ККД сонячних батарей з двостороннім склінням вище, ніж у звичайних панелей.