当今社会正面临着日趋严峻的能源短缺和环境污染问题。基于环保、可再生的功能材料结合相变储能材料实现太阳能转换和储存,不仅可以缓解能源短缺的压力,还能够实现可持续发展,减少环境污染。因此,本论文以生物质材料——纤维素为主要原料,制备了三种多孔载体吸附不同有机相变材料（PCM）,合成了结构独特、性能良好的三维复合相变材料,用于光热利用研究。具体分为以下三个部分:（1）以细菌纤维素（BC）凝胶为碳前驱体,通过共溶剂浸泡膨胀、定向冷冻、冷冻干燥、高温碳化过程构建了三维定向纤维素基碳气凝胶（CBCA）。叔丁醇/去离子水共溶剂制备的气凝胶显示出高比表面积以及低结构收缩率。三维定向石墨化多孔网络保证了良好的宽带吸收、高效的传热途径和有效的储热能力。将硬脂酸（SA）和石墨烯熔融混合,然后通过真空浸渍工艺形成三维复合PCMs。复合PCMs的储热能力大于96%,添加0.5 wt%石墨烯的最高热导率为1.17 W/（m·K）。此外,最高的光热转换效率可以达到90.3%,最大光-热-电能转换输出功率为1.80 mW。（2）采用定向冷冻法将羟基化碳纳米管（CNTs）分散在细菌纤维素（BC）和聚乙烯醇（PVA）混合溶液中,制备了柔性气凝胶载体。通过浸渍吸附将聚乙二醇（PEG）渗透进柔性载体,合成了整体式柔性PCMs。富含-OH的PVA,可与羟基化CNTs和BC纳米纤维产生氢键作用,形成聚合物网络,进一步提高了气凝胶的机械强度。柔性PCMs结晶能力高达93.84%,在结合碳纳米管后,整体热响应更为均匀,与纯PEG相比导热系数提高了164.3%。得益于良好的光吸收能力,柔性PCMs展现出了优越的光热转换性能。此外,还探究了在热管理领域的应用潜力。与空白组对比,覆盖柔性PCMs的发热装置热缓冲平衡ΔT接近12℃;在光照下,贴合柔性PCMs的人体模型部位温度更高,且在光热测试的凝固阶段可以在47℃附近维持近30分钟,提供一定的热疗效果。（3）采用物理成孔法,以无水Na2CO3为成孔剂,微晶纤维素（MCC）悬浮液经低温固化成型及浸渍洗涤后,形成了三维纤维素泡沫。以氧化石墨烯（GO）为导热填料,采用真空浸渍法,制备了纤维素泡沫/GO/PEG复合PCMs。在各组分间的氢键作用下,复合PCMs表现出良好的封装性能。在热泄漏测试中,仅有透明度的变化,无泄漏现象产生,且施加一定外力仍可保持整体性。此外,复合PCMs拥有良好的热性能,当添加2.4 wt%GO时,导热系数可达0.83 W/（m·K）。在100 mW/cm~2的模拟光强下,复合相变材料最高温度可达89.3℃,光热转换效率最高为83.8%。