串聯太陽能電池結構是唯一被證明超過高品質單結太陽能電池詳細平衡效率極限的政策。為了繼續提高具有成本效益的地面太陽能發電的效率，世界各地的許多人正在考慮不同亞電池的混合串聯，特别是将矽太陽能電池作為底部亞電池的設計。在這個項目中，我們研究了多種串聯設計的可能性，包括那些具有三端（3T）和四端（4T）配置的串聯設計。3T和4T設計的使用可以用于高效和經濟的混合串聯設計，利用最好的亞細胞材料，如新興的鈣钛礦材料。特别是三端構型，以前還沒有得到充分的研究。我們已經在這個項目中為了解3T串聯的操作奠定了基礎：開發一種用于命名的分類法，一種測量和互相連接配接的方法，以及簡單地描述3T串聯的模型。電和光學亞電池之間的耦合也被測量和模組化。
這項工作的一個重要部分是制造新的例子串聯結構，包括4T GaAs/Si、3T GaInP/Si、3T GaAs/Si和3T GaInP/GaAs器件。利用這些高品質的串聯細胞，我們已經能夠清楚地證明高效的可實作性，以及微妙的實體效應，如光子循環和發光耦合。我們已經開發并示範了基本的建構塊工具，如透明導電粘合劑（TCA）和帶有交叉背觸點（IBC）的3T矽底電池，它們也可以用于許多其他串聯設計。我們已經在标準化測試和戶外測量下測試了這些工具和裝置的可靠性。我們發現4T GaAs/Si串聯體在真實的戶外條件下相對容易制造和健壯。雖然我們已經示範了工作混合3T III-V/TCA/Si IBC串聯，但我們經曆了即使有我們最好的工藝流程的低産量。還需要進一步的工作來提高這些器件的加工産量。
是以，我們還使用全iii-v3t串聯過程建立了串聯細胞，該過程非常強大，産量高，允許使用8個幾乎相同的3T串聯體在許多不同的配置中建立電壓比對的串。利用這些穩健的3T串聯的例子，我們能夠測量和精确地表征3T串聯行為，以預測它們在變化的光譜和溫度下的操作。光電子等效電路模型非常通用，适用于混合串聯，并包含了操作3T Si IBC單元。這個通用模型已經以基于python的開源軟體PVcird釋出給公衆。我們計算了這些新的串聯裝置設計對現實世界能源生産的影響，并展示了不同串聯配置的相對性能是情境的，并可以使用這裡開發的工具進行設計。
