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太阳能作为一种清洁环保、可再生能源，对于解决目前的环境和能源问题意义重大。太阳能电池的研究始终以高效、低成本为最重要的目标，所以需要不断探索新型高效率的太阳能电池。InAs/GaAs量子点由于具备更低临界电流密度、较高特征温度和较好量子发光效率等优点被引入到一般的半导体材料太阳能电池内，预期可以实现令人叹为观止的性能，是目前各国研究的热点。本文所处理的量子点由分子束外延以Stransky-Kastranov生长模式下形成，文中对InAs/GaAs量子点的应变分布和电子结构进行一定的理论研究，进而模拟加入了该量子点结构的太阳能电池的特性。 量子点中的应变分布对于晶格失配的半导体异质结构的电子和光学性质有着强烈的影响。本文分析在半导体量子点的形成过程中产生的应力和应变，并用有限元方法计算自组装InAs/GaAs量子点的应变场分布，得到各向同性金字塔型InAs/GaAs量子点的应变场分布情况;同时又讨论了高宽比和浸润层对InAs/GaAs量子点应变的影响。在上述基础上进一步研究InAs/GaAs量子点的电子结构，本文采用k×p八带模型和Kane理论推导出量子点的导带能级、重空穴能级、轻空穴能级和轨道分裂能级的表达式，并利用数值计算方法模拟出结果，进而讨论InAs/GaAs量子点内各能级改变量的变化规律。 目前对量子点太阳能电池的研究，多采用p-i-n结构，即在p+和n+区之间的i层引入多层量子点，以增加光生电流。本文采用同样的形式将InAs/GaAs量子点结构加入到太阳能电池中，然后依据载流子漂移扩散模型推导计算InAs/GaAs量子点太阳能电池的电压电流特性的表达式，利用牛顿法模拟出数值结果，得到短路电流为18.8mA/cm2、开路电压0.83V以及转化效率12.81％，与实验参考电池的数据相当;在此基础上分别考虑环境温度、中间层厚度和n型掺杂三个因素对InAs/GaAs量子点太阳能电池性能的影响，寻找改进量子点转化效率的方法。结果显示如果制备过程中能够合理地控制以上三个条件，是能够在一定范围内提高量子点太阳能电池转化效率的。这不仅为实验人员提供了理论指导，也进一步加深了对量子点太阳能电池机理的认识。