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近些年来，InGaN半导体材料凭借其带宽可调且与太阳光谱完美匹配的特点，已成为国际上氮化物材料和新型高效太阳能电池研究领域的前沿课题。本论文以Si衬底上制备InGaN太阳能电池所面临的关键技术问题为出发点，围绕InGaN太阳电池的理论模拟、材料生长、器件工艺和性能表征等方面开展了一系列的研究工作。 本论文的主要目的是利用MOCVD技术在Si衬底上生长出材料质量比较好的InGaN/GaN多量子阱太阳能电池结构并研制出相关原型器件。研究内容主要包括:InGaN/Si机械叠层双结太阳能电池结构设计及理论模拟;Si衬底上InGaN/GaN多量子阱太阳能电池材料的MOCVD生长研究;InGaN/GaN多量子阱太阳电池器件工艺及光伏性能研究。本论文所取得的主要成果如下: 1.通过理论模拟分析了InGaN顶层电池的带宽和厚度对InGaN/Si机械叠层双结电池转换效率的影响，计算结果显示，当顶电池InGaN的带宽在2.0eV，材料厚度在600nm时，电池的理论效率达到最大值35.2％。其中顶电池和底电池的短路电流密度为14.1mA/cm2和27.7mA/cm2，而开路电压分别为1.39eV和0.74eV。 2.研究了Si衬底上InGaN/GaN多量子阱太阳能电池结构的MOCVD生长。通过对两种不同缓冲层的对比，发现具有高温HT-AlN插入层的样品材料质量较好，得到了表面无裂纹的电池结构。该HT-AlN插入层为之上的InGaN/GaN外延层提供压应力，与其下的复合缓冲层构成一个整体，大大降低了外延层中的由于晶格失配和热失配引起的张应力，起到应变弛豫的作用，抑制裂纹的产生，并且能够减少材料的位错密度。 3.研究了InGaN/GaN多量子阱太阳电池的器件制作工艺。我们采用光刻技术、ICP刻蚀技术和PECVD工艺制备了国内首只Si衬底上InGaN/GaN多量子阱太阳能电池原型器件，并经过不断地摸索，逐步找到了适合InGaN电池的各种工艺参数，形成了一整套InGaN电池器件的工艺流程。最后我们制备的电池器件的开路电压为0.32V，短路电流为0.07mA/cm2，填充因子为49.4％。短路电流和开路电压较低，主要是因为材料中还存在很多缺陷，复合中心较多，导致光生载流子不能被收集。