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红外光伏电池因具备实现红外辐射光伏发电的技术能力,在热光伏和全光谱太阳光伏技术领域均具有重要的研究价值。本文通过选用与Ga Sb衬底晶格匹配的锑基半导体合金作为红外光伏电池材料,深入研究了热光伏应用环境下锑基红外光伏电池的结构性能特性,在GaxIn1-xAsySb1-y电池能隙相关的性能特性、InAs0.91Sb0.09电池、以及GaIn AsSb（0.53 eV）/In As0.91Sb0.09双结叠层电池结构性能等主题研究上取得了一系列的研究结果。简要总结如下:1、GaxIn1-xAsy Sb1-y电池能隙相关的结构性能。研究表明:N+/P位型的GaxIn1-xAsySb1-y电池具有较优的热辐射-电转换输出特性,且其最优的掺杂条件应控制为Nd=1018 cm-3和Na=4×1017 cm-3,与所使用的热辐射谱和电池材料的能隙几乎无关;其次,带隙和辐射谱相关的器件模拟表明最优GaxIn1-xAsySb1-y电池的结构受材料表面反射的影响较小,但电池的转换效率和输出功率则会降低33%以上;最后,GaxIn1-xAsySb1-y电池的最佳结构及相关输出性能已经拟合成带隙和辐射温度相关的函数。2、研究了InAs0.91Sb0.09红外光伏电池光敏层结构相关的热辐射转换性能。研究结果显示:（1）N+/P位型的电池的最佳掺杂为Nd=1018 cm-3,Na=1017cm-3;（2）In As0.91Sb0.09红外光伏电池在800 K1400 K的低温辐射下具有比0.53 e V Ga In As Sb红外光伏电池更高的转换效率;（3）低温辐射下串联电阻对电池性能的影响可以忽略不计;（4）最优结构发射区准中性区厚度为0,而基区厚度随热辐射谱特征温度的变化服从三阶多项式函数,肯定了肖特基型电池结构在热光伏技术中的应用潜力。3、设计并研究了GaIn AsSb（0.53 eV）/In As0.91Sb0.09双结叠层红外光伏电池光敏层结构相关的红外热辐射转换性能。结果表明:（1）该器件顶电池的最佳掺杂为Nd（a）=910（3.54）×1017 cm-3,而底电池的最佳掺杂为Nd（a）=10（1）×1017 cm-3;（2）在10002000 K范围内的黑体辐射谱辐照下该叠层电池性能始终优于单结Ga In As Sb电池,效率提高了约30%40%。