大部分Ⅲ-Ⅴ化合物半导体材料具有直接带隙、优秀的光吸收系数以及抗辐射等特点，是制作高效率多结太阳能电池的首选材料。另外，纳米阵列拥有优秀的光吸收特征，成为制作太阳能电池的一种新型结构。综合考虑以上两方面，可以将外延于衬底的Ⅲ-Ⅴ化合物半导体纳米阵列制作成基于薄膜电池与纳米阵列电池结合的多结太阳能电池。因此本论文的主要工作有:　　1.用分子束外延MBE的方式在Si(111)衬底上通过VLS机制生长GaAs纳米线，通过调整实验条件:催化剂选择，生长温度，Ⅲ/Ⅴ束流比等，可以得到形貌可控的垂直阵列GaAs纳米阵列;另外，还研究了GaAs纳米线在蓝宝石、单晶石英、非晶石英的生长情况。　　2.设计了基于硅衬底的GalnP纳米线阵列的两结太阳能电池。首先，通过优化纳米阵列的几何尺寸，来平衡硅衬底与GalnP纳米阵列的光吸收;然后，通过Detailed balance理论，得到不同几何尺寸下的电池的转换效率，并且得到在纳米阵列顶部电池与硅底部电池光电流匹配的曲线上，此两结电池的效率可以维持在32％以上;最后，将优化的光学尺寸下的光产率导入电学结构，研究不同的表面复合速率以及体复合寿命对于电池外量子效率的影响，得到较好的两结电池的转换效率，从理论上证明了薄膜纳米阵列两结电池的可行性。