近年來，能源和環(huán)境問題日益突出，新能源的開發(fā)和利用得到了各國政府的高度關(guān)注。太陽能作為新能源中的主體部分，更加受到廣泛的關(guān)注。根據(jù)歐盟聯(lián)合研究中心的預(yù)測，到 21 世紀(jì)末，在人類所消耗的能源結(jié)構(gòu)中，可再生能源所占的比例將高達(dá) 80%以上，其中，太陽能光伏發(fā)電占到 60%以上。世界地面光伏市場以每年 20%~25%的速度快速增長。采用聚光技術(shù)，以相對便宜的聚光器來代替昂貴的光伏電池，是降低光伏發(fā)電成本的有效途徑。與普通晶體硅電池相比，III-V 電池的效率較高且溫度特性較好，通過聚光將顯著提高電池電流輸出，特別在高倍聚光后，可獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率，從而有著更高的功率輸出。

國內(nèi)外一些學(xué)者開展了對三結(jié)聚光砷化鎵層疊光伏電池的相關(guān)研究工作。日本的 Kensuke Nishioka 等人在實驗室基于菲涅爾聚光系統(tǒng)，在聚光倍數(shù)為 1~200 倍、電池溫度為 30~240 ℃的條件下，對三結(jié)聚光砷化鎵層疊光伏電池的電學(xué)特性進(jìn)行了理論和實驗研究，結(jié)果表明：在相同電池溫度下，開路電壓、轉(zhuǎn)換效率以及短路電流隨聚光比增加而增大；在相同聚光比下，開路電壓、轉(zhuǎn)換效率以及填充因子隨電池溫度的增加而減小，而短路電流隨電池溫度的增加而增大。美國的 Geffrey S. Kinsey 等人在實驗室內(nèi)，基于 C1MJ 和 C2MJ 三結(jié)聚光砷化鎵層疊光伏電池，研究了在聚光倍數(shù)為1~1 000 倍，電池溫度為 0~120 ℃的條件下光伏電池的電學(xué)特性，結(jié)果表明，三結(jié)聚光砷化鎵層疊光伏電池的填充因子和電池效率均隨聚光比的增加先增大后減小，隨電池溫度的增大而減小，在相同溫度下，填充因子在 200 倍左右時達(dá)到峰值，而電池效率則在 500 倍左右時達(dá)到峰值。日本的Kensuke Nishioka 等人在實驗室內(nèi)，在聚光倍數(shù)為1 倍時，對光伏電池的電學(xué)特性做了理論和實驗結(jié)果對比，結(jié)果表明，在相同溫度下，開路電壓的理論值和實測值誤差小于 1.5%，而電池效率的理論值和實測值誤差小于 2%。

國內(nèi)一些學(xué)者也對聚光光伏系統(tǒng)做了相關(guān)的研究。中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所的陳諾夫等對聚光光伏系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行了展望，并根據(jù)非聚光條件下光伏電池的計算公式導(dǎo)出了聚光條件下光伏電池開路電壓的理論計算公式；云南師范大學(xué)的徐永鋒、李明等基于槽式聚光熱電聯(lián)供系統(tǒng)，深入分析晶硅電池陣列和砷化鎵電池陣列在聚光條件下的輸出特性及輸出功率的影響因素，研究結(jié)果表明，聚光光強(qiáng)下砷化鎵電池陣列輸出性能優(yōu)于晶硅電池陣列；河北工業(yè)大學(xué)的楊亞麗對 500 倍聚光條件下三結(jié)砷化鎵聚光電池的輸出特性進(jìn)行了相關(guān)研究，其峰值效率為 22.24%。

目前對三結(jié)砷化鎵光伏電池的研究大多采用實驗的方法，在實驗室中，采用模擬太陽光源的方式，研究了三結(jié)砷化鎵光伏電池在不同聚光比下的電學(xué)特性及其溫度特性，其結(jié)果雖然能反映三結(jié)砷化鎵電池性能的變化趨勢，然而應(yīng)當(dāng)指出的是，由于模擬光源與實際太陽光存在著一定的差別，因而電池的實驗室性能與實際性能之間存在著一定的偏差，其結(jié)果并不能真正反應(yīng)出三結(jié)砷化鎵光伏電池在實際工況下的工作特性；通過實際測量三結(jié)砷化鎵光伏電池的 I-V 特性，研究了三結(jié)砷化鎵光伏電池的電學(xué)特性，但并沒有建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，僅是對實驗測試結(jié)果做了相關(guān)的分析，缺乏理論上對其電學(xué)特性的分析