Shockley-Queisser-gränsen är den teoretiska maxgränsen för verkningsgrad hos en solcell med en enda p-n-övergång. Den beräknades 1961 av William Shockley och Hans-Joachim Queisser till 33,7 % vid ett bandgap på 1,34 eV. Begränsningen beror på tre huvudsakliga förlustmekanismer: fotoner med lägre energi än bandgapet absorberas inte, fotoner med högre energi än bandgapet ger överskottsvärme (termalisering), och oundviklig strålningsrekombination. Kisel, med bandgap 1,12 eV, har en teoretisk max runt 29 %. Multijunktionsceller som staplar olika halvledarmaterial kan överstiga gränsen — labrekord ligger på 47,6 % med trippeljunktion III-V-celler.