太阳能技术的发展与应用,对优化现有的能源结构,应对当今日趋严重的能源危机和实现可持续发展的理念具有极其重要的意义。然而目前太阳能电池的技术水平还比较有限,导致发电成本高于常规能源,因此高效太阳能电池的研究与应用变得越来越迫切。中间能带太阳能电池是一种新型电池结构,具有高达63.1％的理论效率,是本领域中的新兴研究热点之一。　　 与相同材料的常规太阳能电池相比,中间能带太阳能电池在保持原有响应波段内吸收不变的同时,拓宽对于太阳光谱长波长范围内的响应,增加吸收光子总数与总能量,从而提高能量转换效率。　　 本论文从理论计算、材料生长、器件工艺、性能表征和机理分析等方面针对新型量子点中间能带太阳能电池进行研究,制备出效率为9.8％的In(Ga)As/GaAs量子点太阳能电池器件。其主要研究成果如下:　　 1)系统研究了量子点生长温度、淀积量、盖层生长温度、盖层掺杂等条件对于量子点形貌与光学性能的影响,确定了量子点中间能带太阳能电池所用In(Ga)As/GaAs量子点材料的制备工艺。得到室温下中心波长为1310nm,在低温和常温下半高宽均保持30meV左右的高质量量子点材料。　　 2)开展了In(Ga)As/GaAs量子点中间能带太阳能电池的研究,制备出光谱响应截止波长为1350nm、效率为9.8％的电池器件,其短路电流较无量子点的参比样品提升约53％。同时,证实了此结构电池在抗辐射性能方面的优势。　　 3)为了进一步提高量子点中间能带太阳能电池的效率和综合性能,本论文对量子点材料的生长方法做出改进,开展了InAs/Sb:GaAs量子点生长技术的研究,获得了面密度为1.2×1022cm-2且不含大点的高密度量子点材料,光学性能较参比InAs/GaAs量子点材料有大幅度的提高。结合其抗辐照性能等方面的研究,对InAs/Sb:GaAs量子点的相关物理机理进行了研究。