本发明提供了一种石墨烯/砷化镓太阳电池的制备方法，包括以下步骤：1)将石墨烯转移至砷化镓外延片表面的窗口层表面，形成石墨烯层；2)在石墨烯层表面制备重掺杂砷化镓帽子层；3)在砷化镓外延片衬底表面制备背面电极，在重掺杂砷化镓帽子层表面制备正面电极；4)采用化学腐蚀法腐蚀正面电极栅线间的重掺杂砷化镓帽子层，露出石墨烯层，在所述露出的石墨烯层表面制备减反层。本发明以石墨烯层作为透明导电层，通过石墨烯转移工艺将单层或多层石墨烯转移至传统单结或多结砷化镓太阳电池的窗口层与重掺杂砷化镓帽子层之间，可促进光生载流子的横向输运，减少光生载流的复合中心，减小串联电阻并提高填充因子，提高太阳电池的光电转化效率。