本发明涉及一种三结砷化镓太阳电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。本发明提供的一种三结砷化镓太阳电池，包括：Ge衬底；于所述Ge衬底上由下至上依次外延生长的底电池、GaAs缓冲层、中底隧穿结、AlInP缓冲层、InAlGaAs缓冲层、DBR、中电池、中顶隧穿结、顶电池以及盖帽层；其中，所述AlInP缓冲层具有一粗糙面，所述粗糙面设置于靠近所述InAlGaAs缓冲层的一侧，所述粗糙面由若干个金字塔形凸起均匀分布形成。本发明设计可以直接将材料的晶格常数过渡到目标值，降低生长时间，消除应力，获得高质量、平整的外延片。适合用于禁带匹配，晶格失配的三结砷化镓太阳电池。