Le temps de retour énergétique (en anglais "energy pay-back time") est défini comme le temps (en années) nécessaire pour qu'un panneau photovoltaïque "rembourse" à l'environnement le CO2 qui a été émis pour produire l'énergie nécessaire à sa fabrication.
Lorsque le panneau photovoltaïque produit de l’électricité, il n'émet aucun CO2. Le calcul du temps de retour énergétique nécessite ainsi la connaissance de deux données essentielles: la quantité d'énergie consommée lors de la fabrication du panneau photovoltaïque et la quantité d'énergie que ce panneau photovoltaïque est capable de produire sur une année.
Exemple (fictif): La fabrication d'un panneau photovoltaïque a nécessité la consommation de 500 kWh. Or, ce même panneau photovoltaïque produit 200 kWh par an. Le temps de retour énergétique de ce panneau photovoltaïque sera donc de 500/200 = 2,5 années.