本发明公开了一种外延位错分布受控的太阳电池外延结构、太阳电池及其制造方法，从下到上依次为GaAs衬底、GaAs成核层、GaInP腐蚀阻挡层、GaAs接触层、GaInP顶电池、第一隧穿结、第一渐变缓冲层、GaInAs中间电池、第二隧穿结、晶格过冲层、第二渐变缓冲层、GaInAs底电池以及GaInAs接触层；其中，所述第一渐变缓冲层为AlGaInAs晶格渐变缓冲层，在第一渐变缓冲层中，从初始层到目标渐变层，In组分非线性增大；第二渐变缓冲层为AlGaInAs晶格渐变缓冲层，在第二渐变缓冲层中，In组分从初始层非线性增大到目标渐变层过程中，目标渐变层的前一层In组分含量高于目标渐变层；晶格过冲层中In组分含量高于第二渐变缓冲层的初始层中的In组分含量。可有效提高太阳电池的光电效率。