太阳电池的转换效率是电池输出电功率与入射光功率的比值。虽然太阳光包含了一个很宽的连续光谱范围，但不管是哪种材料的太阳电池，都只能吸收一定波段的太阳光，因此太阳电池不能将照射到电池表面全部的太阳光转换为电流，电池的最高转换效率不可能达到100%。实际上由于额外的损失，太阳能电池的效率很低，只有通过理解并尽量减少损失才能开发出效率足够高的太阳能电池。

对于单晶硅硅太阳能电池，其转换效率的理论最高值是28%。目前，在实验室最佳的条件下制作的单晶硅太阳电池效率最高能达到25%，行业内量产的单晶硅太阳电池效率已达到19%以上，而量产的多晶硅太阳电池效率则约为18%。