Фотонапонске соларне ћелије апсорбују енергију сунчеве светлости и претварају је у електричну енергију. Да би процес функционисао, сунчева светлост треба да уђе у материјал соларне ћелије и да се упије, а енергија треба да изађе из соларне ћелије. Сваки од тих фактора утиче на ефикасност соларне ћелије. Неки фактори су исти за велике и мале соларне ћелије, али неки се разликују у зависности од величине. Фактори који варирају обично олакшавају мањим соларним ћелијама да буду ефикасније од њихових већих колега.
Ефикасност
Постоји неколико различитих начина дефинисања ефикасности. Оно што из перспективе потрошача има највише смисла је као однос произведене електричне енергије и укупне енергије сунчеве светлости која погађа подручје соларне ћелије. Постоји много врста соларних ћелија. Вишенаменске ћелије су веома скупе, али могу бити ефикасне у око 40 посто. Силицијумске ћелије су ефикасне од 13 до 18 процената, док су други приступи названи ћелијама са танким филмом ефикасни од 6 до 14 процената. Материјал, дизајн и конструкција ћелије имају много већи утицај на ефикасност од величине.
Добијање светлости
Први фактор који одређује ефикасност соларне ћелије је количина светлости која је улази у материјал соларне ћелије. Површина соларне ћелије треба да има неку врсту електричног контакта да би завршила круг и избацила струју. Те електроде спречавају сунчеву светлост да дође до упијајућег материјала. Нажалост, мале електроде не можете ставити само на ивицу соларне ћелије, јер тада губите превише електричне енергије на отпор у материјалу соларних ћелија. То значи да ако имате велику соларну ћелију - рецимо око 5 инча квадратне - мораћете да имате неколико електрода по површини, блокирајући светлост. Ако је ваша соларна ћелија пола центиметра са једним инчем, можете се снаћи са мањим процентом површине прекривене електродама.
Светло улази, електрони излазе
Када сунчева светлост уђе у материјал соларне ћелије, она ће путовати док не ступи у интеракцију са електроном у материјалу. Ако електрон упије енергију сунчеве светлости, добиће подстицај. Ту енергију може изгубити налетом на друге електроне. То углавном не зависи од величине соларне ћелије. То само зависи од његовог састава и дизајна. Међутим, ако електрони треба да иду даље у полупроводничком материјалу, већа је вероватноћа да могу изгубити енергију. Ако удаљеност до електрода буде мала, мања је вероватноћа да ће електрон изгубити енергију. Будући да су веће ћелије дизајниране са више електрода, растојање на крају остаје приближно исто, па се ово не мења превише са величином соларних ћелија.
Величина соларних ћелија
Отпор је мера колико је тешко електрону да путује кроз коло. С обзиром да су све остале једнаке, краћа удаљеност ствара мањи отпор, па то значи да ће мање ћелије трошити мање енергије и бити мало ефикасније. Иако сви ти ефекти фаворизују мање ћелије од већих, они врло мало утичу на ефикасност. С обзиром да соларне ћелије постају заиста корисне само када се комбинују, обично има смисла користити веће ћелије, тако да не морате да радите толико посла око склапања. Типично су силицијумске соларне ћелије квадратне око 5 или 6 инча да одговарају величини сировог силицијума од којег су изграђене. Затим се састављају у панеле удаљене неколико стопа са стране.