自從20世紀50年代人類發(fā)明了硅太陽電池以來，太陽電池就成了空間電源的主要角色。在接下來的幾十年里，太陽電池技術不斷進步。由于空間惡劣的環(huán)境和空間飛行器不斷對電源系統(tǒng)提出更高的要求，人們日益迫切需要更高轉換效率、更好抗輻照性和適應空間惡劣溫度變化的太陽電池出現(xiàn)。同時，在全球氣候變暖、人類生態(tài)環(huán)境惡化、常規(guī)能源資源短缺并造成環(huán)境污染的形勢下，太陽能光伏發(fā)電技術也普遍得到各國政府的重視和支持。20世紀90年代初，人們制作出了光電轉換效率18％的GaAs太陽電池，此后，III—V族多結級聯(lián)太陽電池不斷創(chuàng)造出更高的轉換效率，目前GalnP／GalnAs／Ge i結級聯(lián)太陽電池AMO轉換效率已經接近30％。最近幾年，隨著人們對半導體材料性質認識的深入，晶格失配和反向生長等新技術被先后應用到太陽電池的生長和研究中，同時量子阱和量子點等新材料也被認為在推動太陽電池效率提高方面具有潛力。我們將就這些新技術和新材料的研究進展進行深入的探討。 1晶格匹配的太陽電池作為III—V化合物半導體太陽電池發(fā)展歷史的一個里程碑，晶格匹配的GalnP／GalnAs／Gc三結級聯(lián)太陽電池取得了令人矚目的成就并得到了廣泛的應用。通過調整不同化合物材料的各種組分比例，來達到各種材料與襯底的晶格匹配，同時盡量滿足各結子電池的帶隙匹配條件，GalnP／GaInAs／Ge三結太陽電池可以獲得比較高的轉換效率。如圖1所示，晶格匹配的GalnP／GalnAs／Ge三結級聯(lián)太陽電池是目前最成熟的多結

　　III—V太陽電池體系。通過①具有雙異質結結構的寬帶隙隧穿結；②采用GalnP成核層連接的Ge底電池；⑧含有1％In組分、與襯底完全晶格匹配的中間電池；④寬帶隙的頂電池（晶格無序的GalnP）等優(yōu)化手段Ⅲ，該電池已經取得了接近30％的 AMO效率。 Emcore公司采用“實現(xiàn)分數”（Fraction Achieved）即器件實際達到的效率與理論效率的比值來展示各代產品工藝的進步，如表1所示［2】。從第一代產品的77．2％到最新一代產品的 86．0％，晶格匹配的三結太陽電池取得了長足的進步。