本发明公开了一种级联聚合物太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池包括衬底和两个（或以上）电池单元，以及连接各层的间隔层及封装所述聚合物太阳能电池的封装层。本发明使用ALD沉积技术形成透明间隔层在电学上分离相互级联的两个（或者多个）电池单元，但是不影响每个电池单元对太阳光谱的吸收，通过调节间隔层的厚度亦可优化级联电池整体的太阳光吸收率。而且这种设计将电学设计和光学设计基本分离，有效的降低了设计成本。同时ALD薄膜具有致密性好，附着性好等优点，能够有效的保护该薄膜层下的电池单元免收外界空气中水氧的侵蚀，起到了封装的作用，提高了电池的使用寿命。