1）GaAs是直接带隙材料，对短波光子的吸收系数高达10⁴／cm以上，高能量光子基本上被数百埃厚的表面层吸收，在表面层附近产生了大量的光生载流子。但是，许多光生载流子被表面复合中心复合掉了，不能被收集成为太阳电池的电流。因此，在GaAs表面生长一薄层Al_xGa_1－xAs窗口层，当大部分光透过Al_0.8Ga_1－0.8As层进入GaAs层中时，由于Al_xGa_1－xAs／GaAs界面晶格失配小，故界面态的密度低，对光生载流子的复合较少，而且Al_xGa_1－xAs与GaAs的能带带价主要发生在导带边，即ΔE_c＞＞ΔE_v，如果Al_xGa_1－xAs为p型层，那么ΔE_c可以构成少子（电子）的扩散势垒，从而减小了光生电子的反向扩散，降低了表面复合；同时，ΔE_v不高，基本上不会妨碍光生空穴向p边的输运和收集。ΔE_c称为导带的带价（Offset），ΔE_v称为价带的带价。带价是影响异质结性能极为重要的参量。

采用Al_xGa_1－xAs／GaAs异质界面结构，使GaAs电池的效率超过20％。

2）用MOCVD在锗（Ge）衬底上生长GaAs外延层，采用两步生长法，首先在600～630℃下用慢速（0.2μm／h）在Ge衬底上生长GaAs薄层（1000Å），然后在680℃或730℃下快速（4_μm／h）生长较厚（3.2μm）的GaAs基区，把具有不同带隙的材料作成多个子电池，按E_g大小从宽到窄的顺序摞叠串联，组成一个串接式多结太阳电池。其中，第i个子电池只吸收和转换太阳光谱中与其带隙宽度E_gi相匹配的光子，叠层电池对太阳光谱的吸收和转换等于各个子电池吸收和转换的总和。

3）三结叠层电池的工作原理：选取三种半导体材料，它们的带隙分别为E_g1、E_g2和E_g3，Eg1＞Eg2＞E_g3，按顺序以串联的方式将这三种材料连续制备出3个电池，将其摞叠，带隙E_g1子电池在最上面（称为顶电池），带隙E_g2子电池在中间（称为中电池），带隙E_g3子电池在最下面（称为底电池）。顶电池吸收和转换太阳光谱中光子能量hv≥E_g1部分的光子，中电池吸收和转换太阳光谱中E_g1≥hv≥E_g2部分的光子，底电池吸收和转换太阳光谱中E_g2≥hv≥E_g3部分的光子，太阳光谱被分为三段，分别被3个子电池吸收和转换成电能。

叠层电池的输出采用两端输出，即只有上电极和下电极，与单结电池的输出方式相同。图6-1为三结叠层电池。(www.daowen.com)

4）电池的连接要求子电池极性相同，即都是pn结构或者是np结构。要求各个子电池的短路电流要尽可能接近，这样整个叠层电池才能获得最大的短路电流，否则短路电流将受子电池中最小的短路电流限制，影响整个叠层电池的效率。

图6-1 三结叠层电池