随着科技的飞速发展，能源问题日益成为人们关注的焦点。目前使用的能源主要包括石油、天然气和煤，它们都是非可再生的化石能源，会污染环境并且导致温室效应。因此，人们迫切希望寻找清洁的可再生的新型能源。而太阳能由于具有清洁、取之不尽、分布广泛等诸多优势，备受人们关注。太阳能电池是是直接将太阳辐射能转换成电能的一种装置，被认为是利用太阳能的最佳方式之一，并且是清洁能源的代表。长期以来，寻求高转换效率的太阳能电池材料一直是研究的热点。目前，InGaN这种直接带隙的半导体材料，通过改变In组分可使其禁带宽度从0.77eV（InN）到3.42eV（GaN）连续可调，并且具有高的电子迁移率和抗辐射能力，因此InGaN太阳能电池中引起了人们密切的关注。本论文基于InGaN的以上特点，对采用InGaN材料的太阳能电池进行了分析，研究了加入渐变层和多量子阱这两种结构的电池，并进行了仿真。对于InGaN组分渐变的应用，本文采用了在异质结中加入渐变层的结构，设计了p-GaN/n-InGaN渐变层/n-InGaN太阳能电池。通过与无渐变层的电池的仿真对比，表明对于异质结太阳能电池加入渐变层能够改善电池的性能，发现了当In组分为0.61时可以获得最大的转换效率（可达26.93%）。此外，还发现了薄的轻掺杂的渐变层可以获得较高的转换效率。对于InGaN多量子阱的应用，本文采用了在p-i-n中将多量子阱代替本征层的结构，设计了p-InGaN/i-(InGaN/GaN MQW)/n-InGaN太阳能电池。通过仿真对比，表明多量子阱的加入可以提高短路电流，虽然开路电压略有降低，但是还是增大了转换效率（当势垒中In组分为0.7时效率可达27.13%）。此外，通过仿真数据对比，表明较薄势垒层厚度、较高外界温度以及较多的量子阱数目都能提升多量子阱太阳能电池的性能。