III-V族太陽能電池是目前所有太陽能電池中，能量轉換效率最高，且全球已超過50家公司或機構投入聚光型太陽光發電系統的開發，其中美國Solar Junction公司研發III-V族多接面太陽能電池轉換效率已達到 43.5%；美國Amonix公司開發的HCPV系統發電效率亦達30%以上。在2008年，核研所投入相當人力，開始建立有機金屬化學氣相沉積系統（Metal-organic chemical vapor deposition；MOCVD） ，并自行開發III-V族多接面（InGaP/GaAs/Ge）太陽能電池的磊晶及制程技術。目前，研發團隊已發展出38%能量轉換效率之太陽能電池元件；未來將持續精進磊晶與制程技術，朝40%以上目標邁進。
此外，核研所在研發「聚光型太陽能發電（Concentrated Photovoltaic；CPV）」系統技術上已有顯著成果。此次核研所發表的重大研發成果計有3項：第一，在高效率III-V族太陽能電池元件研發方面，其能量轉換效率已達到38%以上。其次，太陽能電池磊晶尺寸提升至8寸，大幅減少太陽能電池磊晶及制程成本的支出。第三項，HCPV系統研發方面，已完成MW級高聚光太陽能發電示范系統的建置。
HCPV系統的工作原理系以化合物半導體材料所制成的太陽能電池元件，加上一聚光透鏡將太陽光能量匯聚在太陽能電池元件上，聚光型太陽能電池模組如圖3所示。此外，化合物半導體材料所制作的太陽能電池元件，光電轉換效率比矽基太陽能電池元件高。再者，利用聚光透鏡可以使單一太陽能電池元件吸收數百倍的太陽光能量，大幅減少太陽能電池元件的使用數量；由于聚光透鏡成本比高效率聚光型太陽能電池的成本低，因此使用聚光透鏡可大幅降低HCPV系統的建置成本。此外，HCPV系統的應用除了大型太陽能發電廠的建立，亦可用于屋頂型及分散式發電系統。目前高效率聚光型太陽能電池的開發與應用已成為太陽能電池元件發展的主要趨勢之一。
臺灣光電半導體產業具有完整的產業體系及量產能力，目前雖以發光二極體、雷射與微波元件的產制為主，但MOCVD系統相同，臺灣磊晶技術的基礎深厚；核研所進行III-V族高效率太陽能電池、聚光系統與追蹤器等的研發，推廣并逐步與產業界合作，將可使臺灣的光電半導體產業領域更具多樣性，并能與機械產業結合，進而建立相關的再生能源產業。此外，HCPV產業于臺灣成型時，將可增進半導體、光電、機械及電子等產業領域的就業機會。
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