在種類繁多的化合物半導(dǎo)體材料中， 不乏兼?zhèn)鋬?yōu)良光電特性、高穩(wěn)定性、宜于加工制造的太陽(yáng)能電池材料。化合物可構(gòu)成同質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池、異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池和肖特基結(jié)太陽(yáng)能電池。它既可制成高效或超高效太陽(yáng)能電池，又可制成低成本大面積薄膜太陽(yáng)能電池，從而拓寬了光電材料的研究范圍， 也極大地豐富了太陽(yáng)能電池家族。
在化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)電池中，目前研究應(yīng)用較多的有CaAs、InP、CuInSe2和CdTe太陽(yáng)電池。 世界上光電轉(zhuǎn)換效率最高的是化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池 (如砷化鎵太陽(yáng)能電池效率η=24%～28%)，或者是以化合物作為重要組分的太陽(yáng)能電池 (如砷化鎵和硅疊合聚光太陽(yáng)能電池效率η=32%～37%，薄膜硒銦銅/非晶硅太陽(yáng)能電池效率η=14%～17%)。由于化合物半導(dǎo)體或多或少有毒性，容易造成環(huán)境污染，因此產(chǎn)量少，常常使用在一些特殊場(chǎng)合。
砷化鉀（GaAs）太陽(yáng)電池可以得到較高的效率 ，實(shí)驗(yàn)室最高效率已達(dá)到24%以上，一般航天用的太陽(yáng)電池效率也在18%～19.5%之間。砷化鉀太陽(yáng)電池目前大多用液相外延方法或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)制備，因此成本高、產(chǎn)量受到限制，降低成本和提高生產(chǎn)效率已成為研究重點(diǎn)。砷化鉀太陽(yáng)電池目前主要用在航天器上。
現(xiàn)在，硅單晶片制備技術(shù)成熟，成本低，因此以硅片為襯底，以MOCVD技術(shù)用異質(zhì)外延方法制造GaAs太陽(yáng)電池降低GaAs太陽(yáng)電池成本的很有希望的辦法。目前，這種電池的效率也已達(dá)到20%以上。但GaAs和Si晶體的晶格常數(shù)相關(guān)較大，在進(jìn)行導(dǎo)質(zhì)外延生長(zhǎng)時(shí)，外延層晶格失配嚴(yán)重，難以獲得優(yōu)質(zhì)外延層。 為此常Si襯底上首先生長(zhǎng)一層晶格常數(shù)與GaAs 相差較少的Ge 晶體作為過(guò)渡層，然后再生長(zhǎng)GaAs外延層，這種Si/Ge/GaAs結(jié)構(gòu)的異質(zhì)外延電池正在不斷發(fā)展中。控制各層厚度，適當(dāng)變化結(jié)構(gòu)，可使太陽(yáng)光中各種波長(zhǎng)的光子能量都得到有效利用，目前以GaAs為基的多層結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的效率已接近40%。
通信衛(wèi)星通常采用太陽(yáng)電池方陣給各系統(tǒng)供電，并為蓄電池充電，在星食期間，蓄電池給衛(wèi)星供電。過(guò)去，太陽(yáng)電池方陣廣泛采用硅光電池。目前較先進(jìn)的硅光電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)15％，但這種電池已不能滿足大型平臺(tái)的要求，現(xiàn)在正在發(fā)展和使用砷化鉀太陽(yáng)電池。目前單結(jié)砷化鉀太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率一般達(dá)18％，雙結(jié)砷化鉀太陽(yáng)電池可達(dá)21～23％。這種電池不僅效率高，而且耐高溫，耐空間輻射。現(xiàn)在正在研制多結(jié)砷化鉀太陽(yáng)電池，其轉(zhuǎn)換效率可望達(dá)到30％以上。
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