本发明提供一种三结级联太阳能电池包括GaAs或Ge的衬底，以及在所述衬底上依次设置的第一渐变过渡层、InGaAs子电池、第二渐变过渡层、第一隧道结、GaAs子电池、第二隧道结、GaInP子电池和GaAs接触层。本发明还提供一种如上述的三结级联太阳能电池的制备方法，步骤为在衬底上依次生长第一渐变过渡层、InGaAs子电池、第二渐变过渡层、第一隧道结、GaAs子电池、第二隧道结、GaInP子电池和GaAs接触层。