聚光光伏发电作为新兴的光伏发电方式，具有转换效率高、发电稳定、占地面积小、能耗低等技术和资源优势。在大规模应用中，发电成本有望降低到常规发电水平，因而更加受到人们的重视。三结GaInP/GaInAs/Ge电池作为聚光光伏发电的核心器件，直接决定了整个系统的效率和可靠性，因而成为研究的热点。以三结太阳电池为主要研究对象，重点研究了GaInP材料在其中的应用问题，包括结构参数、生长工艺以及监控与表征分析等内容。具体分为5个部分:　　1、三结太阳电池原理的研究，包括电池的各项参数，以及它们之间相互关系、影响这些参数的因素;　　2、MOCVD工艺原理及电池材料器件表征分析原理。主要分析了MOCVD的构成和工艺控制方法，以及温度、生长速率、外延片翘曲等原位监测的原理。研究了AOI、ECV、XRD等材料测试原理，重点研究了RSM分析晶格和应变的方法。研究了EQE、EL等芯片测试的原理，以及测试结果的分析方法;　　3、三结电池的设计。根据三结电池中每一层的功能和要求，确定各层的材料组成。基于材料的吸收系数基本确定顶中电池的厚度，基于晶格匹配确定各层组分。而后利用软件进行各层厚度和掺杂等细节参数的优化，模拟得到短路电流密度达到14.87 mA/cm2，开路电压达到1.455 V，填充因子达到91％，单结光电转换效率为19.7％的晶格匹配顶电池的理论结构。晶格失配电池方面，通过顶中电池带隙和电流的优化搭配，模拟得到AM1.5G单倍太阳光照下光电转换效率为38％的电池结构;　　4、GaInP材料的生长。通过调整晶格匹配、温度、生长速率、Ⅴ/Ⅲ比等参数，生长出了较高带隙的高质量单层材料，常温下非故意掺杂迁移率达到了2550cm2/V·s。通过渐变缓冲层技术生长出了可用于三结电池的失配GaInP材料;　　5、三结电池的生长。以模拟的结构为基础，进行了一系列优化实验，最终得到JSC为6.6 A/cm2，开路电压为3.139 V，FF为88.5％，转换效率为40.7％的匹配三结电池。基于优化的结构和单层材料，生长出失配的三结电池，JSC达到6.94 A/cm2，效率达到40.9％。使用原子力显微镜和电致发光研究了三结电池表面缺陷特征和发光特征;使用倒易空间图谱分析了失配结构的组分、晶体质量和应变关系。