本发明涉及一种砷化镓薄膜多结叠层太阳电池的制备方法，其特点是包括以下制备步骤：1、外延层反向生长制备GaAs三结太阳电池；2、步骤1制备的电池与Si衬底键合；3、剥离Ge衬底；4、粘接廉价衬底；5、剥离Si衬底。本发明采用先外延生长顶电池和中间电池，后生长底电池，保证了最先外延生长的晶格匹配顶电池和中间电池完美外延生长；提高了大面积外延薄膜的掺杂均匀性和薄膜可靠性，进一步提高了光电转换效率；采用比重轻于Ge的廉价支撑衬底，即减轻了电池的重量，提升了太阳电池的功率比，又有效降低了电池的成本，极大地提升了III-V族化合物太阳能电池的应用前景。