Das Wirkungsgrad einer Solarzelle einer Photovoltaikanlage gibt das Verhältnis von eingestrahlter Solarenergie und erzeugter Stromenergie an. Solarzellen aus monokristallinen Silizium weisen den höchsten Wirkungsgrad bei Photovoltaikanlagen auf , gefolgt von polykristallinen Solarzellen und Dünnschicht-Solarzellen.
Pro Jahr nimmt der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage um circa 5 Prozent ab.
Die monokristalline Solarzellen einer Photovoltaikanlage werden aus sehr reinen monokristallinen Siliziumblöcken gefertigt und sind vergleichsweise teuer. Der Wirkungsgrad der monokristallinen Solarzellen liegt derzeit zwischen 16 und 18 Prozent.
Polykristalline Solarzellen, die mit monokristallinen Solarzellen am häufigsten in Photovoltaikanlagen verbaut werden, weisen einen Wirkungsgrad von 12 bis 16 Prozent auf.
Bei Dünnschicht-Solarzellen wird auf eine preiswerten Träger wie zum Beispiel Glas eine dünne Siliziumschicht aufgedampft. Daher sind Photovoltaikanlagen mit Dünnschicht-Solarzellen vergleichsweise preiswert.
Der Wirkungsgrad dieser Dünnschicht-Solarzellen liegt derzeit zwischen 6 und 8 Prozent.
In Mitteleuropa amortisieren sich Photovolatikanlagen aus monokristallinen Solarzellen in etwa 3.6 Jahre aus polykristallinen Solarzellen in 3.2 Jahren und aus Dünnschicht-Solarzellen in 2.8 Jahren.
Theoretisch lassen sich in einfachen Solarzellen Wirkungsgrade von bis zu 33 Prozent für eine Photovoltaikanlage erreichen. In gestapelten Solarzellen mit mehreren Halbleiterübergängen sind Wirkungsgrade bis zu 40 Prozent theoretisch realisierbar.