Kljub obljubi, da je čist vir energije, sončna energija ima številne pomanjkljivosti, ki preprečujejo njeno široko uporabo. Sončna energija ni vedno tako zanesljiva kot druge oblike električne energije in je ponavadi draga za namestitev in vzdrževanje. Večina strokovnjakov meni, da je potreben nadaljnji tehnološki napredek, da bo sončna energija tako dostopna kot praktična. Nekatere vlade ponujajo subvencije za izravnavo cene, inženirji in znanstveniki pa nadaljujejo z delom za izboljšanje tehnologije.
Ekonomski dejavniki
Stroški nakupa in namestitve opreme so ena večjih pomanjkljivosti sončne energije. Vsaka posamezna plošča ni tako učinkovita, običajno pretvori le 10 % do 18 % sončne energije v električno energijo. Pogosto je potrebnih 15 do 20 plošč, da proizvedejo dovolj električne energije za napajanje povprečno velikega doma; zahtevano število se razlikuje glede na to, koliko električne energije je potrebno, koliko sonca dobi hiša in mnogih drugih dejavnikov. Večje plošče, ki lahko proizvedejo več električne energije, tudi stanejo več.
Poleg cene samih plošč se stroški njihove namestitve močno razlikujejo glede na lokacijo, koliko panelov je potrebnih, kje so plošče nameščene in druge dejavnike. Po večini ocen traja vsaj šest let, da se začetni stroški povrnejo s prihranki pri proizvodnji električne energije v najboljših okoliščinah in podvojijo ta čas v manj idealnih pogojih.
Zanesljivost
Ena od pomanjkljivosti sončne energije je pomanjkanje doslednosti in zanesljivosti. Naprave na sončno energijo se zanašajo na stalen dotok sončne svetlobe za proizvodnjo električne energije; takoj ko sonce zaide, svetloba preneha padati na sončne kolektorje in energija takoj pade. V oblačnih dneh je na voljo tudi manj svetlobe za proizvodnjo električne energije. To pomeni, da je za zagotovitev nemotenega pretoka energije vedno potrebna neka oblika tehnologije shranjevanja – običajno baterije – ali alternativni vir energije. Nekateri ljudje, ki uporabljajo sončno energijo, ostanejo priključeni na električno omrežje za prejemanje energije, ko sončna energija ni na voljo.
Vsaka ovira med soncem in ploščo lahko zmanjša tudi količino proizvedene energije. Da bi delovali kar najbolje, morajo biti sončne celice na mestu, kjer jih ne zasenčijo drevesa ali zgradbe. Sončna svetloba lahko prodre približno 1 palec (2.54 cm) snega, da proizvede energijo, vendar plošče verjetno ne bodo delovale tako učinkovito; kakršno koli dodatno sneženje pozimi jim bo verjetno preprečilo, da bi zelo dobro delovali.
Poškodbe plošč
Sončni paneli so občutljivi na poškodbe zaradi elementov, kar je še ena od pomanjkljivosti sončne energije. Nenehno bombardiranje ultravijoličnih (UV) žarkov in drugega sončnega sevanja pogosto povzroči, da se plošče same pokvarijo, podobno kot kateri koli drug material, ki je dalj časa izpostavljen soncu. Vendar pa je prišlo do izboljšav pri njihovi izdelavi in njihova trenutna življenjska doba je od leta 25 od 30 do 2012 let. Kljub temu lahko pihanje umazanije in peska poškoduje plošče, prav tako velika toča. Če lastnik stanovanja ni previden, je možno tudi povzročiti škodo med čiščenjem močnega snega in naplavin.
Baterije in varnostne skrbi
Ker sončne energije ni mogoče proizvajati 24 ur na dan, večina sistemov uporablja vrsto baterij globokega cikla za shranjevanje presežne energije za uporabo ponoči in ob oblačnih dneh. Na žalost so te baterije lahko drage in imajo krajšo življenjsko dobo od samih sončnih kolektorjev. Prav tako predstavljajo nekaj varnostnih tveganj in zahtevajo posebno ravnanje, odvisno od vrste uporabljene baterije. Najcenejša in najdaljša življenjska doba – preplavljene svinčeve baterije – zahtevajo tudi največ vzdrževanja in skrbnega ravnanja, saj lahko razlijejo kislino ali eksplodirajo, če niso pravilno shranjene. Drugi dve najpogostejši vrsti, gel in absorbirana steklena podloga (AGM), sta manj nevarni, a običajno veliko dražji.
Kot alternativa baterijam so nekateri solarni sistemi vezani na električno omrežje. To sistemu omogoča, da po potrebi črpa energijo in v mnogih primerih pošlje energijo nazaj v omrežje, ko sončni sistem proizvede več, kot potrebuje zgradba. Ena od varnostnih pomanjkljivosti tovrstnih sistemov sončne energije je “otočenje”, ki se pojavi, ko sistem še naprej proizvaja električno energijo v daljnovodih, za katere zaposleni v električni družbi lahko domnevajo, da so mrtvi. To je tveganje električnega udara za zaposlene, čeprav številna področja zdaj zahtevajo, da sistemi za sončno energijo vključujejo komponento proti otočku, da se to ne bi zgodilo.
Odpravljanje pomanjkljivosti sončne energije
Kljub pomanjkljivostim številne vlade, znanstveniki in aktivisti še naprej delajo na načinih, kako narediti sončno energijo cenovno dostopnejšo in učinkovitejšo. Izboljšave v tehnologiji baterij so olajšale shranjevanje električne energije, ki jo proizvajajo solarni sistemi, in povezovanje v omrežje ljudem omogoča prodajo električne energije nazaj svojim električnim podjetjem. Prilagodljive sončne celice, čeprav so običajno manj učinkovite od tistih, ki so narejene iz stekla, so manj verjetno poškodovane. Številne vlade prispevajo tudi k spodbujanju uporabe sončne energije s subvencioniranjem proizvodnje sončnih kolektorjev in ponujajo davčne olajšave posameznikom, ki kupujejo sončne celice za svoje domove.