砷化镓太阳能电池是以III-V族化合物半导体材料砷化镓为核心的光伏器件，通过吸收紫外线、可见光等辐射实现光电转换。其单结理论效率达27%，多结结构理论效率达50%，在250℃高温和强辐射环境中仍可工作，并展现出优异的耐腐蚀性和耐磨性。该电池厚度仅需5至10微米即可吸收95%太阳光，相比硅材料减薄约30倍，有效降低航天发射成本。

GaAs太阳电池的发展是从上世纪50年代开始的，至今已有已有50多年的历史。1954年世界上首次发现GaAs材料具有光伏效应。在1956年，LoferskiJ.J.和他的团队探讨了制造太阳电池的最佳材料的物性，他们指出Eg在1.2～1.6eV范围内的材料具有最高的转换效率。（GaAs材料的Eg=1.43eV，在上述高效率范围内，理论上估算，GaAs单结太阳电池的效率可达27%）。20世纪60年代，Gobat等研制了第1个掺锌GaAs太阳电池，不过转化率不高，仅为9%～10%，远低于27%的理论值。20世纪70年代，IBM公司和前苏联Ioffe技术物理所等为代表的研究单位，采用LPE(液相外延)技术引入GaAlAs异质窗口层，降低了GaAs表面的复合速率，使GaAs太阳电池的效率达16%。不久，美国的HRL(HughesResearchLab)及Spectrolab通过改进了LPE技术使得电池的平均效率达到18%，并实现了批量生产，开创了高效率砷化镓太阳电池的新时代。从上世纪80年代后，GaAs太阳电池技术经历了从LPE到MOCVD，从同质外延到异质外延，从单结到多结叠层结构的几个发展阶段，其发展速度日益加快，效率也不断提高，目前实验室最高效率已达到50%（来自IBM公司数据），产业生产转化率可达30%以上，2023年三结砷化镓电池的研发平均转换效率达到36.9%。美国科学家基于外延层剥离技术研制的薄膜电池最高转化效率达到28.4%，挪威科技大学开发的纳米线技术可使电池效率提升至40%。乾照光电的砷化镓太阳能电池产品已批量应用于国内在轨运行的大型商业航天星座组网卫星。

技术上解决这一困难的途径有两条：一是采用薄膜太阳电池，二是采用聚光太阳电池，减小对原料在量上的依赖程度。常用薄膜电池转化率较低，因此新型的高倍聚光电池系统受到研究者的重视。聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍，然后投射到太阳电池上。这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。它们具有转化率高，电池占地面积小和耗材少的优点。高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓（GaAs）太阳电池。

GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温。与硅太阳电池相比，GaAs太阳电池具有较好的性能，具体而言，砷化镓太阳能电池具有转换效率高、稳定性强的特点，更适合长期太空任务，在极端太空环境下表现可靠。

砷化镓太阳能电池主要应用于航天器供电系统，包括人造卫星、中国空间站、火星车、月球车及临近空间无人机，地面应用于太阳能汽车、边远山区雷达站等领域。

在商业航天领域，砷化镓太阳能电池相关产品已批量应用于国内在轨运行的大型商业航天星座组网卫星。

随着太空数据中心等新概念的发展，对在极端环境下长期稳定运行的高效能源需求日益增长，砷化镓太阳能电池在这一领域也被认为具有应用潜力。

1、光电转化率：

砷化镓的禁带较硅为宽，使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。单结的砷化镓电池理论效率达到30%，而多结的砷化镓电池理论效率更超过50%。

2、耐温性

常规上，砷化镓电池的耐温性要好于硅光电池，有实验数据表明，砷化镓电池在250℃的条件下仍可以正常工作，但是硅光电池在200℃就已经无法正常运行。

3、机械强度和比重

砷化镓较硅质在物理性质上要更脆，这一点使得其加工时比容易碎裂，所以，常把其制成薄膜，并使用衬底（常为Ge[锗]），来对抗其在这一方面的不利，但是也增加了技术的复杂度。