近年来，以GaN和InGaN为代表的Ⅲ族氮化物，由于其出色的物理性质，在光电器件方面已得到了越来越多的应用，它们在太阳能电池方面的应用也正成为研究的热点。首先，InGaN材料具有可调节的直接带隙，通过调节三元合金中的铟组分，禁带宽度可以从0.7eV到3.4eV自由调节，对应的吸收波长几乎完整覆盖了整个太阳光谱，使得它有潜力被开发为高效多节太阳能电池的顶电池，或制成InGaN基全光谱多节太阳电池。其次，它具有高吸收系数(105cm-1)只需要较薄的铟镓氮薄膜就能达到强的光吸收。再次，它具有良好的热稳定性，耐化学腐蚀性和抗辐射性能，这些性质使得InGaN电池在极端恶劣的气候条件下工作，例如应用在强辐射的沙漠环境和太空中。　　 尽管三族氮化物电池的优势明显，但也存在亟待解决的应用问题。首先，InN和GaN的品格常数相差很大，容易产生晶格失配，它和热失配会造成晶体质量的下降。其次，InGaN层的生长需要在低温下进行，可能会引入非辐射复合中心和缺陷（如(V)型位错），减少了载流子的寿命，从而造成了比理论值低的短路电流值和转化效率。最后，为了拓展光谱响应范围，需要生长高铟组分的InGaN合金层，来有效的吸收低能量的光子。但是高铟组分的InGaN层的临界厚度很小，只有几纳米，所以高铟组分的厚InGaN层对外延生长工艺是一个挑战。如何在保证晶体质量的前提下，有效的拓展电池的光谱响应范围是本文研究的主要问题。　　 本文使用了英国Thomas Swan的3×2英寸研究型MOCVD研究了蓝宝石衬底上铟镓氮太阳电池的结构与性能优化。在表征方面，使用了X射线双晶衍射，倒易空间谱图来分析样品的晶体质量和层之间的应力，使用太阳能薄膜电池测试系统分析InGaN太阳电池样品的光谱响应和外量子效率，使用太阳能电池J-V测试平台测试了电池的J-V特性和转化效率，获得了以下有创新和有意义的研究结果:　　 1、实验研究了双铟组分量子阱结构的太阳能电池的性能，在一个标准太阳强度AM1.5G条件下，太阳能电池的填充因子达到了48.80％，短路电流强度为0.41 mA/cm2，开路电压强度为1.97 V。双铟组分多量子阱结构能有效的提高整体性能，并优化短路电流值，这些提高可以归功于吸收谱的拓展和光生载流子的输运能力的提高。　　 2、研究了量子阱相关参数对蓝宝石衬底上生长InGaN/GaN多量子阱太阳能电池性能的提高。实验结果表明，通过调节阱层垒层厚度比，能对太阳能电池的开路电压和短路电流等值进行调节。选择合理的阱层垒层比，能有效的优化多量子阱电池的性能。在一个标准太阳强度AM1.5G的条件下，开路电压达到了2.09V，短路电流为0.48 mA/cm2，填充因子为57.6％。