利用衬底剥离和临时键合技术制备了倒置GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳电池并研究了其可靠性。通过温度为85 ℃、相对湿度为85%环境下的可靠性测试发现，当湿热实验进行至144 h时三结电池的初始光电转换效率从31.86%急剧下降到了24.84%。随着实验时间的继续增加，太阳电池性能相对稳定。外量子效率和电致发光光谱测试结果表明，三结电池性能的退化主要来自GaInP顶电池。在高温、高湿环境下，AlInP窗口层中元素含量分布发生变化，导致材料对340~480 nm波段的反射率提高，此外高含量Al元素的聚集导致顶电池缺陷密度增加，引起GaInP顶电池载流子收集效率下降，从而限制了三结太阳电池的整体性能。二次离子质谱的结果也直观地证明了这种现象。该研究结果证明了AlInP窗口层对多结太阳电池环境稳定性有重要影响。

研究了GaAs光伏电池在532 nm波长连续半导体激光器辐照下的输出特性，并采用X射线衍射、光致发光、电致发光和光学显微镜等方法研究了高功率密度激光下GaAs光伏电池的损伤。结果表明：当激光功率密度为0.06 W/cm²时，光伏电池的转换效率最高，为26%；被功率密度为15 W/cm²的激光辐照180 s后，GaAs光伏电池的性能开始衰减，衍射强度下降，半峰全宽增加，晶体质量变差。高功率密度激光辐照会使GaAs光伏电池表面产生裂痕，且裂痕处在电致发光测试中不发光。此外，辐照区域的荧光强度有明显降低，发光峰位也发生了右移。综合表征结果表明，高功率密度激光辐照会使GaAs光伏电池的晶体质量变差并产生非辐射复合中心，进一步导致材料内部缺陷的形成以及光伏电池光电转换效率的下降。

开展了单结GaAs太阳电池808 nm、10.6 μm连续激光辐照实验研究, 结果显示, 相同激光耦合强度下两种激光对电池的损伤模式相似, 且随着激光耦合强度逐渐提高, 电池最大输出功率呈现“阶梯”状下降。通过对比辐照过程中温升速率、温度峰值以及高温持续时间对损伤结果的影响, 结合能谱仪和扫描电子显微镜的测量结果以及方差分析结果对损伤机理进行了分析和验证。认为高温导致GaAs分解、电极氧化是单结GaAs太阳电池性能退化的主因。

对理论聚光比为676的菲涅耳聚光系统下单片砷化镓太阳电池及由六片砷化镓电池的串联组件的输出特性进行分析。建立三结砷化镓电池输出特性的单指数数学模型，并与实验进行了对比。理论计算与实验吻合较好，误差在7.6%以内。实验结果表明，在相同理论聚光比下，单片电池系统能流聚光比为390，六片电池组件系统能流聚光比为281;聚光后单片电池的短路电流与峰值功率分别放大322倍与316倍，六片电池组件系统的短路电流与峰值功率分别放大275倍与272倍;电池表面能流密度为0.321 MW/m2时电池的输出功率达到最大，电池表面温度高于323 K将影响其工作稳定性;聚光系统的透射率每增加0.01系统效率升高约0.227%。全天累积直射辐照度为17.212 MJ/m2条件下测得单片电池全天发电量为0.015 kW·h，六片电池串联组件的全天发电量为0.076 kW·h。

设计理想的太阳电池正面电极栅线图形，使高注入条件下的聚光太阳电池获得较高转换效率，是聚光太阳电池研制中的一个重要问题。文章从栅线的总相对功率损失理论出发，采用计算机模拟分析，获得聚光倍数与栅线尺寸及总相对功率损耗的关系；并给出了典型聚光倍数（即250倍、500倍、1000倍）条件下的栅线优化设计。研究结果可为不同聚光倍数下太阳电池电极栅线的制作提供理论依据。