光伏组件的工作温度是其产生的热量与散失到周围环境热量之间的平衡。热量损失主要有三种机制：传导、对流和辐射。
组件温度由太阳在组件中产生的热量与组件的传导、对流和辐射热损耗之间的平衡决定。
热传导
热传导损耗是由于组件和与其接触的其他材料（包括周围空气）之间存在热梯度造成的。光伏组件将热量传递到周围环境的能力由用于封装电池的材料的热阻和配置来描述。
传导的热流类似于电路中的传导电流。在传导热流中，温差是具有给定热阻的材料中热传导流的推动力，类似于在电路中，电压差会导致具有特定电阻的材料中产生电流流动。因此，温度和热量（即功率）之间的关系由类似于电阻器两端电压和电流的方程给出。假设材料均匀且处于稳定状态，传热与温度之间的方程由下式给出：
其中
Pheat是“ 光伏组件中热的产生”一节中讨论的光伏组件产生的热量（电力）；
Φ 是发射表面的热阻，单位°C W-1；和
ΔT 是两种材料之间的温差，以°C 为单位。
组件的热阻取决于材料的厚度及其热阻率（或传导率）。热阻与电阻类似，热阻方程为：
其中：
A 为导热表面面积；
l 是热量必须穿过的材料长度；和
k 是热导率，单位为 W m-1 °C-1.
为了找到更为复杂的结构的热阻，可以串联或并联来添加各个热阻。例如，由于前表面和后表面都将热量从组件传导到周围环境，因此这两种机制彼此并行运行，并且前表面和后表面的热阻并行累积。又或者，在组件中，密封剂的热阻和前玻璃的热阻将串联增加。上面显示了忽略框架和边缘的电导的简单组件的热阻图。
对流
对流传热是由于一种材料与另一种材料的表面发生相对位移，将热量从表面输送出去而产生的。在光伏组件中，对流传热是由于风吹过组件表面而产生的。该过程传递的热量由以下方程给出：
其中：
A 为两种材料之间的接触面积；
h 为对流传热系数，单位为W m-2 °C-1；和
ΔT 是两种材料之间的温差，以°C 为单位。
与热阻不同，h 直接计算起来很复杂，并且通常是针对特定系统和条件通过实验确定的参数。
辐射
光伏组件将热量传递到周围环境的最后一种方式是通过辐射。正如黑体辐射黑体辐射页面中所讨论的，任何物体都会根据其温度发出辐射。黑体发射的功率密度由以下方程给出：
其中：
P 是光伏组件以热量形式产生的功率；
σ 是“常数”页面中给出的 斯特藩-玻尔兹曼常数；和
T 是太阳能电池的温度，单位为 K。
然而，光伏组件不是理想的黑体，为了考虑非理想黑体，通过包含材料或物体的发射率 ε 参数来修改黑体方程。黑体是完美的能量发射体（和吸收体），其发射率为 1。物体的发射率通常可以通过其吸收特性来衡量，因为两者通常非常相似。例如，往往吸收率较低的金属也具有较低的发射率，通常在 0.03 的范围内。将发射率包含在表面发射功率密度方程中可得出：
其中：
ε 为表面发射率；和
其余参数同上
组件因辐射而损失的净热量或功率是从周围环境向组件散发的热量与从组件向周围环境散发的热量之间的差值，或者以数学形式表示：
其中：
Tsc 是太阳能电池的温度；
Tamb 是太阳能电池周围环境的温度；和
其余参数同上。